Древесина вяза как материал для столярно-мебельного производства

В растущем дереве по ранней древесине годичных слоев  происходит передвижение воды вверх  по стволу, а поздняя древесина  выполняет преимущественно механические функции. В зависимости от породы, возраста, условий произрастания, положения в стволе соотношение между ранней и поздней древесиной может сильно изменяться.

Свойства ранней и поздней древесины годичного  слоя существенно отличаются. У некоторых  пород различия особенно ярко выражены. Например, у лиственницы и дуба, по данным В. Е. Вих-рова, поздняя древесина  плотнее ранней (соответственно в 2,3 и 1,5 раза), больше усыхает (в 1,8 и 1,4 раза), прочнее при растяжении (в 3,4 и 2,3 раза).

Жесткость поздней  древесины также значительно  выше, чем ранней. Поскольку поздняя  древесина плотнее, прочнее и  темнее ранней, 0т количества именно поздней древесины зависят плотность, прочность, а также, в значительной мере, и цвет древесины в целом.

Сердцевинные  лучи. На поперечном разрезе некоторых пород (например, дуба) хорошо видны светлые блестящие линии, расходящиеся от сердцевины к коре по радиусам и называемые сердцевинными лучами. Сердцевинные лучи есть в древесине всех пород, но лишь у немногих пород они настолько широки, что ясно видны на поперечном разрезе невооруженным глазом.

Ширина сердцевинных лучей, измеряемая на поперечном разрезе  ствола, колеблется в зависимости  от породы от 0,005 до 1 мм. По ширине различают  три типа лучей:

1) очень узкие,  не видимые невооруженным глазом;

2) узкие, трудно  различимые невооруженным глазом;

3) широкие, ясно  видимые невооруженным глазом.  

Последние могут  быть настоящими или ложноширокими (агрегатными), т.е. состоящими из пучка  близко расположенных друг к другу  узких лучей.

Настоящие широкие  лучи имеют дуб, бук и платан; ложноширокие (агрегатные) лучи - граб, ольха и  лещина. Узкие, но все же различимые невооруженным глазом лучи у древесины  кленов, ильмовых пород (вяза, ильма, карагача), липы, кизила и некоторых других. Очень узкие лучи, которые можно  лишь иногда заметить на строго радиальном разрезе (лучше расколе), свойственны  древесине всех хвойных и многих лиственных пород (ясеня, березы, осины, тополя, ивы, груши, рябины и др.). У  некоторых пород лучи расширяются  при пересечении границ годичных слоев (бук).

На радиальном разрезе  древесины сердцевинные лучи заметны  в виде поперечных блестящих полос  или пятен, окрашенных темнее или  светлее окружающей древесины. Ширина полосок зависит от высоты лучей, а длина - от степени совпадения плоскости  разреза с направлением луча. У  некоторых пород эти полоски  образуют на радиальном разрезе красивый рисунок (платан, клен, ильм и др.).

На тангенциальном разрезе сердцевинные лучи имеют  веретено- или чечевицеобразную форму; высота их в зависимости от породы колеблется в широких пределах (от 50 мм у дуба до долей миллиметра у  хвойных пород).

В растущем дереве сердцевинные лучи служат в основном для проведения воды и питательных веществ в  горизонтальном направлении и для  хранения запасных питательных веществ  зимой. Они выполняют определенную механическую функцию.

Число сердцевинных лучей в древесине очень велико. Так, у сосны и березы на 1 см2 поверхности  тангенциального разреза насчитывается  свыше 3000 лучей, а у можжевельника, у которого сердцевинные лучи чрезвычайно  узкие, - до 15 000. Больше всего сердцевинных лучей находится в нижней части  ствола. Выше по стволу (по направлению  к кроне) число лучей уменьшается, а в области кроны несколько  возрастает. Число и размеры сердцевинных лучей (ширина и высота) увеличиваются в направлении от сердцевины к коре. Объем сердцевинных лучей зависит от породы, а у одной и той же породы - от условий произрастания. Объем лучей резко различен у листопадных (лиственных) и вечнозеленых (хвойных) пород. В древесине хвойных пород на долю сердцевинных лучей в среднем приходится 5... 8 % общего объема древесины, лиственных - около 15 %, т.е. в 2,5...3 раза больше. Даже лиственница, сбрасывающая на зиму хвою, содержит почти вдвое больше лучей (по объему), чем вечнозеленые хвойные (сосна, ель), выросшие в одинаковых с ней условиях.

Сердцевинные  повторения. Так называются заметные на продольных разрезах древесины некоторых лиственных пород буроватые или коричневатые черточки, полоски или пятнышки, расположенные главным образом у границ годичных слоев. По своему цвету и строению они напоминают сердцевину. Ранее считали, что сердцевинные повторения (прожилки) возникают в результате повреждения камбия насекомыми. Н. Е. Косиченко, В. В. Коровин полагают, что эти микроструктурные аномалии могут быть вызваны и другими причинами. Они встречаются преимущественно в нижней части ствола лиственных пород (березы, ольхи, рябины, груши, клена, ивы и др.) и изредка у хвойных (пихты). Присутствие этих образований в древесине некоторых пород настолько постоянно (у березы), что они могут служить диагностическим признаком при распознании породы по древесине.

Сосуды. На поперечном разрезе древесины некоторых лиственных пород (дуба, грецкого ореха и др.) можно заметить небольшие отверстия, представляющие собой поперечные разрезы сосудов. Сосуды имеют форму трубок разной величины и являются характерным элементом строения древесины лиственных пород (у хвойных пород сосудов нет). В растущем дереве по сосудам из корней в крону поднимается вода..

Сосуды делят на крупные, ясно видимые невооруженным  глазом, и мелкие, не различимые невооруженным  глазом. У ряда пород мелкие сосуды собраны в группы, которые можно  обнаружить без микроскопа. Крупные  сосуды чаще сосредоточены только в  ранней зоне годичного слоя и образуют на поперечном разрезе пористое кольцо (например у дуба); реже крупные сосуды распределены по годичному слою равномерно (например, у грецкого ореха). Собранные  в группы мелкие сосуды при наличии  крупных сосудов в ранней зоне располагаются в поздней зоне, где они заметны благодаря  более светлой окраске. Если крупных  сосудов нет, то мелкие сосуды у большинства  пород рассеяны по всему слою; однако их число и величина несколько  уменьшаются по направлению к  внешней границе слоя.

Описанное распределение  сосудов позволяет разделить  лиственные породы на кольцесосудистые с кольцом крупных сосудов  в ранней зоне каждого годичного  слоя и рассеянно-сосудистые, у которых  сосуды, независимо от их величины, распределены по годичному слою более или менее  равномерно.

Резкая разница между ранней и поздней зоной делает годичные слои в кольцесосудистых породах хорошо заметными. В то же время у рассеянно-сосудистых пород нет различия между названными зонами, поэтому годичные слои имеют однородное строение и границы между ними плохо заметны.

Кольцесосудистыми лиственными породами являются дуб, ясень, каштан съедобный, вяз, ильм, карагач, бархатное дерево, фисташка и некоторые  другие. К рассеянно-сосудистым относится  большинство лиственных пород; среди  них с крупными сосудами - грецкий  орех и хурма, а с мелкими сосудами - береза, осина, ольха, липа, бук, клен, платан, тополь, ива, рябина, груша, лещина и др.

Скопления мелких сосудов  в поздней зоне образуют различный  рисунок. Радиальная группировка мелких сосудов в виде светлых язычков  пламени характерна для дуба, каштана; тангенциальная группировка - волнистые, иногда прерывистые линии - для ильма, вяза, береста. Рассеянная группировка  в виде отдельных светлых точек  наблюдается у ясеня.

На продольных разрезах сосуды, особенно крупные, бывают, заметны  в виде бороздок. Сосуды редко проходят в стволе строго вертикально, на продольных разрезах бороздки сравнительно короткие, так как в разрез попадает только часть сосуда. Диаметр крупных  сосудов 0,2...0,4 мм, мелких - 0,016...0,1 мм. Длина  сосудов обычно не превышает 10 см, но у дуба достигает 3,6 м, а у ясеня доходит даже до 18м. Объем сосудов у разных пород колеблется в широких пределах, а для каждой породы зависит от условий произрастания. По радиусу ствола размер сосудов сначала увеличивается по направлению от сердцевины к коре, достигает максимума, после чего остается постоянным или несколько уменьшается. По высоте ствола число сосудов и площадь их сечения возрастают по направлению от комля к вершине.

Сосуды, являясь слабыми  элементами, понижают прочность срубленной древесины. Наличием сосудов объясняется  повышенная проницаемость жидкостями и газами древесины лиственных пород  в направлении вдоль волокон.

Смоляные  ходы. Для древесины ряда хвойных пород характерно присутствие смоляных ходов - тонких, наполненных смолой каналов. Они имеются в древесине сосны, кедра, лиственницы и ели; в древесине пихты, тиса и можжевельника смоляных ходов нет. По расположению в стволе различают вертикальные и горизонтальные смоляные ходы; последние проходят по сердцевинным лучам и образуют с вертикальными ходами общую смолоносную систему. Благодаря этой системе обеспечивается добыча смолы подсочкой. Невооруженным глазом можно рассмотреть только вертикальные смоляные ходы, которые на поперечном разрезе заметны преимущественно в поздней зоне годичных слоев в виде беловатых точек.

Наиболее крупные  смоляные ходы у кедра - их диаметр  в среднем 0,14 мм; диаметр смоляных ходов у сосны 0,1 мм, у ели 0,09 мм, у лиственницы 0,08 мм; длина ходов в пределах 10...80 см, у ильмовых пород  смоляные ходы встречаются редко.

Наибольшее число  смоляных ходов у сосны, довольно много их у кедра, меньше у лиственницы, еще меньше у ели. У двух последних  пород смоляные ходы занимают не более 0,2 % общего объема древесины. Однако даже у пород с крупными и многочисленными  смоляными ходами их доля в общем  объеме древесины менее 1 %. Поэтому  сами по себе ходы не могут оказать  влияние на свойства древесины, но заполняющая  их смола повышает стойкость древесины  к гниению.

Определение породы по макростроению  древесины. Каждая порода отличается строением древесины, что определяет своеобразие ее свойств. Оценка физико-механических и технологических свойств древесины с достаточной для практики точностью может быть сделана по справочным данным, если известна порода.

Для установления рода, а иногда и вида древесного растения (идентификации пород) используют признаки, характеризующие макростроение  древесины. В число таких признаков  входят: наличие ядра; ширина заболони и степень резкости перехода от ядра к заболони; степень видимости  годичных слоев и их очертания  на поперечном разрезе; четкость границы  между ранней и поздней древесиной годичных слоев; наличие, размеры, окраска  и число сердцевинных лучей; размеры, характер группировки и состояние (пустые или заполненные) сосудов  в древесине лиственных пород; наличие, размеры и число вертикальных смоляных ходов в древесине хвойных  пород; сердцевинные повторения в древесине  некоторых лиственных пород.

Кроме этих основных признаков при определении пород  учитывают некоторые дополнительные признаки. Необходимость их использования  возникает в тех случаях, когда  основные признаки выражены нечетко. К  дополнительным признакам относятся  блеск, текстура, плотность и твердость.

Древесина некоторых  пород обладает характерным цветом, что позволяет легче определить породу. Однако не всегда цвет древесины  может служить достаточным основанием для идентификации породы. Дело в  том, что нормальная окраска древесины  может изменяться под действием  внешних физико-химических факторов, а также из-за поражений грибами. Некоторое диагностическое значение имеет блеск древесины.

При перерезании  анатомических элементов на поверхности  продольных разрезов древесины образуется тот или иной рисунок. Особенно характерный  рисунок - текстуру - образуют сердцевинные лучи. Например, по текстуре поверхности  тангенциального разреза бука эта  порода определяется безошибочно. Иногда в качестве дополнительного признака привлекаются связанные между собой  свойства: плотность и твердость  древесины.

Примерная оценка плотности (веса) и твердости образцов может  быть особенно полезна для определения  рассеянно-сосудистых лиственных пород, основные признаки которых часто  не достаточно ярко выражены.

4. Производимые материалы

Согласно техническим  условиям ТУ 13-0273685-403-89 хлысты подразделяются на 3 группы, в зависимости от выхода деловой древесины. Вяз относится к твердым лиственным породам, из этого следует:   I группа качества - >70, II группа – 69-40, III группа - <40. В хлыстах не допускается кривизна более 5 %. Объем учитывают в кубических метрах; объем определяют по длине и толщине хлыста на расстоянии 1,3 метра от нижнего торца с помощью соответствующих таблиц поштучно. Круглые лесоматериалы используют в различных областях промышленности, строительстве и сельском хозяйстве. Поэтому в ГОСТ 9463-88 и ГОСТ 9462-88 в зависимости от назначения различают пиломатериалы: для распиловки, лущения, строгания, химической переработки с целью получения целлюлозы и древесной массы, для использования в круглом виде, т.е. без дальнейшей механической обработки.

При разделке хлыстов  получают круглые сортименты в виде бревен, кряжей и балансом. Бревнами называют сортименты, предназначенные  для использования в круглом  виде или в качестве сырья для  выработки пиломатериалов общего назначения. Кряжами принято называть сортименты, использующиеся для выработки специальных  видов лесной продукции (шпал, лущеного или строганого шпона, спичек и др.). Сортименты соответствующие по длине рабочим размерам деревообрабатывающего оборудования, называют чураками. Балансы – это круглые (или колотые) сортименты, предназначенные для переработки на целлюлозу и древесную массу. Долготье представляет собой отрезок хлыста, длина которого кратна длине получаемого сортимента и включает припуск на разделку. В строительстве и сельском хозяйстве используют тонкомерные сортименты (диаметром 6-13 см) – жерди.