Характеристика, строение и основные свойства древесины
Несмотря на то, что древесина является сравнительно распространенным и доступным материалом, ее доставка, подготовка к окончательной обработке и хранение требуют довольно много забот и значительных знаний.
Для различных видов бондарных работ могут применяться разнообразные древесные породы как хвойные, так и лиственные. Из множества древесных пород в бондарном деле в основном применяют около двух десятков наиболее распространенных как хвойных, так и лиственных: сосна, ель, лиственница, тис, пихта, кедр, береза, липа, дуб, вяз, ольха, кедр, осина, можжевельник и некоторые другие.
Каждая древесная порода имеет характерные особенности, по которым ее можно отличить от другой. Основными признаками при определении породы по древесине являются следующие:
наличие ядра;
ширина заболони;
степень видимости годичных слоев и их очертания на поперечном разрезе, четкость границы между ранней и поздней древесиной в годичных слоях;
наличие, размеры, окраска и количество сердцевинных лучей;
размеры сосудов и характер их группировок в древесине лиственных пород;
наличие смоляных ходов, размеры и их количество в древесине хвойных пород.
Чтобы определить породу древесины необходимо знать и дополнительные признаки, к которым относятся цвет, блеск, текстура (рисунок), плотность и твердость. При определении древесных пород сначала устанавливают, к какой группе пород относится данный образец: хвойным, лиственным кольцесосудистым или лиственным рассеянно-сосудистым. У хвойных пород годичные слои заметны у всех пород. Сосудов нет. Сердцевинные лучи не видны. Древесина некоторых пород имеет смоляные ходы. В пиломатериалах для определения породы принимают во внимание количество, расположение, форму и вид сучков. Остатки коры на кромках служат дополнительным признаком.
У кольцесосудистых лиственных пород годичные слои из-за разницы в строении ранней и поздней древесины хорошо заметны. Расположенные в ранней зоне годичных слоев крупные сосуды на поперечном среде образуют сплошное кольцо отверстий, хорошо видимое невооруженным глазом. В плотной темной поздней зоне древесины заметны скопления мелких сосудов и клеток в виде светлых радиальных полосок, волнистых линий вдоль границы годичных слоев, отдельных черточек или точек. У большинства пород видны сердцевинные лучи. Все породы ядровые.
У рассеянно-сосудистых лиственных пород, как правило, годичные слои видны недостаточно четко. Сосуды, если они заметны, на поперечном разрезе не образуют сплошного кольца. Поздняя зона годичного слоя не имеет рисунка. У некоторых пород видны сердцевинные лучи.
Породу древесину обычно определяют по кроне, коре, листьям или хвое, плодам. Кроме того, при определении породы древесины пользуются определителями, составленными на основании изучения строения древесины, макроскопическими и микроскопическими признаками.
Основными разрезами ствола являются поперечный, радиальный и тангенциальный Поперечным называется разрез, проходящий перпендикулярно оси ствола и направлению волокон и образующий торцовую плоскость. Радиальный разрезом является продольный разрез, который проходит через сердцевину по радиальному направлению вдоль волокон древесины и перпендикулярно касательной к годичному слою древесины в точке касания. Тангенциальный разрез – это продольный разрез, проходящий на некотором расстоянии от сердцевины и по радиальному направлению вдоль волокон древесины по касательной к годичному слою. Древесина на указанных разрезах имеет различный вид и неодинаковые свойства.
Поперечный разрез ствола дает возможность увидеть сердцевину, древесину с ее годичными слоями и кору. Сердцевина 1 – представляет собой узкую центральную часть ствола, состоящую из рыхлой ткани. На торцовом разрезе имеет вид темного пятнышка диаметром 2 – 5 мм. На радиальном разрезе она видна в виде прямой или извилистой темной узкой полоски.
Большую часть ствола занимает древесина. Она представляет собой совокупность проводящих механических и запасающих тканей, расположенных в стволах, ветвях и корнях древесных растений между корой и сердцевиной. Кора покрывает дерево сплошным кольцом и состоит из внешнего слоя – корки и внутреннего слоя – луба 5, который проводит воду с органическими веществами, выработанными в листьях, вниз по стволу. Кора предохраняет дерево от механических повреждений, резких перепадов температуры, насекомых. Цвет и вид коры зависят от возраста и породы дерева.
У молодых деревьев кора гладкая, с возрастом на ней появляются трещины. Кора может быть гладкой (пихта), чешуйчатой (сосна), волокнистой (можжевельник), бородавчатой (бересклет). Цвет коры может иметь множество оттенков, например: белая у березы, темно-серая у дуба, темно-бурая у ели. В зависимости от породы, возраста дерева и условий произрастания кора может составлять от 6 до 25% объема ствола. Между корой и древесиной находится очень тонкий, сочный, не видимый невооруженным глазом слой – камбий 7, состоящий из живых клеток. Из клеток камбия образуются клетки древесины и коры.
Макроструктура древесины состоит из заболони, ядра и спелой древесины. Древесина лесных пород обычно окрашена в светлый цвет. При этом у одних пород вся масса древесины окрашена в один цвет (береза, граб, ольха), у других центральная часть имеет более темную окраску (дуб, сосна, ольха). Темноокрашенная часть ствола называется ядром, светлая периферическая – заболонью. Ядро древесины состоит из мертвых клеток, заболонь – из живых.
