что такое ситовая доска
Что такое ситовая доска
Усушка и разбухание
Усушкой называется уменьшение линейных размеров и объема древесины при ее высыхании. Усушка начинается с удаления из древесины связанной влаги после полного удаления из нее свободной влаги. Полную усушку древесины, когда она находится в абсолютно сухом состоянии при влажности 0%, производят только в экспериментальных целях. Усушка древесины по разным направлениям неодинакова. У доски, полученной при продольной распиловке ствола, полная усушка по ширине может доходить до 8—10%, по толщине — до 4— 5%, а по длине — не более 0,1—0,3%.
Те доски, из которых мы изготовляем ульи, как правило, уже высушены, и эта древесина находится в состоянии равновесной влажности, то есть количество связанной воды в ней меняется мало, следовательно, в процессе хранения и обработки древесины ее усушка уже не происходит. Если же распиловка бревна на доски будет происходить вскоре после рубки, то необходимо предусмотреть припуски на усушку с тем, чтобы после высыхания пиломатериалы и заготовки имели заданные размеры. При этом следует иметь
в виду и то, что более плотная (тяжелая) древесина усыхает больше.
Древесина обладает способностью поглощать влагу из окружающего воздуха, что приводит к увеличению содержания связанной воды и разбуханию древесины. Разбухание представляет собой явление, обратное усушке. Разбухание наблюдается при увеличении влажности древесины до предела гигроскопичности. Увеличение же свободной воды, заполняющей полости древесных клеток, не вызывает разбухания.
Внутренние напряжения, растрескивание и коробление древесины. Напряжения в древесине, которые возникают без приложения внешних усилий, называются внутренними напряжениями. Они возникают вследствие неоднородных деформаций древесины при ее сушке или увлажнении. Основная причина напряжений при сушке древесины — неравномерность распределения влаги. Вначале испаряется влага с поверхностных слоев древесины. Если в этих слоях испарится вся свободная влага и начнет испаряться связанная, то общая влажность начнет снижаться за предел гигроскопичности. В таком случае, как мы уже знаем, должна начинаться усушка в этих слоях. Однако из-за значительной инерционности процесса усушки, особенно в толстых досках, внутренние слои древесины будут еще оставаться влажными. Такое неравномерное распределение влажности тормозит усушку верхних слоев древесины, в результате чего появляются напряжения, растягивающие древесину в поверхностных зонах доски и сжимающие во внутренних.
Когда в процессе дальнейшей сушки доски влажность во внутренних ее слоях начнет уменьшаться ниже предела гигроскопичности, эти слои тоже начнут усыхать. При этом растягивающие напряжения в поверхностной зоне начнут уменьшаться, однако полностью не исчезнут. Тогда во внутренней зоне появятся растягивающие напряжения, а в поверхностных — сжимающие, т. е. напряжения поменяют знак.
Если в процессе сушки доски, растягивающие напряжения, достигнут предела прочности древесины на растяжение поперек волокон, то могут возникнуть трещины. В начале сушки они возникают на поверхности доски, а в конце — внутри.
Внутренние напряжения сохраняются в высушенном материале и служат причиной изменения размеров и формы деталей при механической обработке древесины. Сохранившиеся после окончания сушки остаточные напряжения можно снять путем дополнительной обработки пиломатериалов равномерным увлажнением их поверхности влажным паром или водой. Определить наличие внутренних напряжений можно по узким (10—15 мм) поперечным срезам доски. Если через некоторое время после вырезания этот образец начинает деформироваться, то это свидетельствует о наличии внутренних напряжений в доске. Если не будут приняты меры по устранению внутренних напряжений в такой доске, то изготовленные из нее детали почти наверняка «поведет».
Следует заметить, что у древесины мягких лиственных пород, из которых по большей части изготовляют ульи и пчеловодный инвентарь, остаточные внутренние напряжения меньше, чем у твердых пород.
На величину остаточных напряжений влияет также и способ сушки древесины. Значение остаточных внутренних напряжений при атмосферной сушке в несколько раз ниже, чем после сушки в специальных температурных камерах. При атмосферной сушке пиломатериалы укладывают под навесами в штабеля, но так, чтобы доски не соприкасались всей плоскостью друг с другом. Для этого при укладке штабеля на доски через 1 — 1,5 м кладут небольшие обрезки доски (прокладки), в результате между досками образуются вентиляционные зазоры. Для уменьшения растрескивания досок крайние прокладки располагают заподлицо с торцами досок. На самую верхнюю доску штабеля равномерно укладывают какой-нибудь груз, например, кирпичи. Штабель с досками должен располагаться на ровном основании, при этом нижние доски штабеля должны находиться не менее чем на 50 см выше от поверхности земли. В зависимости от погодных условий атмосферная сушка продолжается от 2-х недель до нескольких месяцев.
Коробление древесины вызывается различием в усушке или разбухании древесины по разным направлениям. Коробление может быть поперечным или продольным. Поперечное коробление выражается в изменении формы сечения доски. Сердцевинная доска (вырезанная из центральной части бревна) уменьшает свои размеры к кромкам. По мере удаления досок от сердцевины (центра бревна) коробление досок уменьшается.
И.И. Кораблев (1927) предлагает учитывать это свойство древесины и при изготовлении ульев доски прибивать так, чтобы они приходились сердцевиной наружу, а не внутрь улья. В противном случае могут образовываться щели.
При короблении по длине доски могут изгибаться, приобретая дугообразную форму, или принимать форму винтообразной поверхности. Правильная укладка, сушка и хранение пиломатериалов исключают появление коробления.
По плотности древесину делят на три группы:
1) породы с малой плотностью (510 кг/м3 и менее): ель, ива, кедр, каштан, липа, ольха, осина, пихта, сосна, тополь;
2) породы средней плотности (550—740 кг/м3): береза,
бук, вяз, груша, дуб, ильм, клен, лиственница, платан, рябина, тис, яблоня, ясень;
3) породы высокой плотности (750 кг/м3 и выше): акация белая, граб, кизил, самшит.
От плотности древесины зависит ее твердость — способность древесины сопротивляться проникновению в нее более твердых тел. По степени твердости все древесные породы можно разделить тоже на три группы, при этом мягким породам будут соответствовать породы с малой плотностью, твердым породам — породы средней плотности, а очень плотным породам — породы высокой плотности.
Теплопроводность древесины
Теплопроводность древесины — способность древесины проводить тепло от одной своей поверхности к другой, Вт/м-°С. В сухой древесине межклеточное пространство и внутриклеточные полости заполнены воздухом, который является плохим проводником тепла. Плотная древесина проводит тепло лучше, чем рыхлая. Увеличение влажности древесины повышает ее теплопроводность, поскольку вода по сравнению с воздухом является лучшим проводником тепла. Теплопроводность древесины зависит также от направления теплового потока относительно волокон древесины. Вдоль волокон теплопроводность примерно в два раза выше, чем поперек.
Способность древесины удерживать металлические крепления
При вбивании гвоздя в древесину перпендикулярно ее волокнам они частично перерезаются, а частично изгибаются. При этом раздвинувшиеся волокна древесины оказывают на боковую поверхность гвоздя давление, которое вызывает трение, удерживающее гвоздь в древесине.
Характеристикой способности древесины удерживать металлические крепления является усилие, необходимое для выдергивания гвоздя или шурупа данных размеров. Величина сопротивления выдергиванию зависит от направления по отношению к волокнам, породы древесины и плотности. Для выдергивания гвоздя, вбитого в торец, требуется усилие на 10—15% меньше по сравнению с усилием, необходимым для выдергивания такого же гвоздя, забитого поперек волокон. Чем больше плотность (твердость) древесины, тем выше сопротивление выдергиванию гвоздя или шурупа. Сопротивление древесины выдергиванию шурупов примерно, в два раза больше, чем гвоздей. Учитывая то, что ульи обычно изготовляют из мягких пород с малой плотностью древесины, скрепление стенок ульевых корпусов и магазинов по углам лучше производить на клею и с закреплением шурупами или саморезами.
Влажность древесины облегчает забивание в нее гвоздей, и при этом вероятность раскалывания древесины невелика, однако при высыхании древесины способность ее удерживать гвоздь уменьшается.
Сопротивление древесины раскалыванию
Это — способность древесины под действием расклинивающего усилия разделяться на части вдоль волокон (раскалываться).
Раскалывание древесины объясняется малым сцеплением волокон по длине ствола. Древесина хвойных пород имеет прямые древесные волокна и поэтому более склонна к раскалыванию, чем древесина лиственных пород, имеющая извилистые волокна. Вероятность раскалывания доски при забивании в нее гвоздя будет тем выше, чем ближе к торцу доски забивается гвоздь. Уменьшить вероятность раскалывания доски можно, если в месте забивания гвоздя предварительно просверлить отверстие сверлом, диаметр которого на 10—15% меньше диаметра забиваемого гвоздя.
Уменьшает вероятность раскалывания доски и увеличивает сопротивление выдергиванию забивание гвоздя не строго перпендикулярно к поверхности доски, а под небольшим углом к ней.
Особенно важно руководствоваться этим правилом в том случае, если во время эксплуатации к доске будут прикладываться периодические динамические усилия (при укладке пола, при изготовлении настилов и т. п.).
Стойкость древесины при хранении
Если хранение древесины организовано ненадлежащим способом, то она подвергается негативному воздействию большого количества внешних факторов, таких как излишнее увлажнение или пересушивание, которые вызывают растрескивание, а также воздействию различных видов грибов и насекомых. У различных древесных пород стойкость к этим негативным факторам разная.
Пиломатериалы
Путем раскроя бревен получают пиломатериалы. Основными пиломатериалами, применяемыми в пчеловодном деле, являются доски и бруски.
Доски — пиломатериалы толщиной до 100 мм, шириной более двойной толщины.
Бруски — обрезной пиломатериал толщиной до 100 мм, шириной не более двойной толщины.
Пиломатериалы имеют следующие элементы: пласть, кромка, ребро, торец.
Пласть — продольная широкая сторона доски, а также любая сторона пиломатериала квадратного сечения.
Кромка — продольная узкая сторона доски.
Ребро — линия пересечения двух смежных сторон пиломатериала.
Торец — концевая поперечная сторона пиломатериала.
По месторасположению пиломатериалов в бревне различают сердцевинные, центральные и боковые доски.
Сердцевинная доска содержит сердцевину дерева и наибольшее количество сучков всех разновидностей, которые снижают качество и механические свойства этой доски. Очень часто в сердцевине растущих деревьев образуются трещины. Кроме того, эта доска больше подвержена растрескиванию в процессе сушки.
В центральных досках пороки чаще всего проявляются на внутренней (обращенной к сердцевине) пласти доски. Поскольку в центральных досках все годичные слои перерезаны, то эти доски меньше, чем сердцевинные, подвержены растрескиванию.
Боковые доски получаются в процессе распиловки зоны бревна, расположенной между центральными досками и горбылем. Боковые доски менее сучковаты, не имеют разветвленных сучков, они легче обрабатываются и обладают более чистой поверхностью. Боковые доски содержат меньшее количество пороков и характеризуются лучшим качеством, чем центральные и сердцевинные доски.
Разновидности пороков деревесины
Данная статья ознакомит с одним из главнейших ресурсов, применяемых в строительстве – древесиной. Древесиной называют внутреннюю часть дерева, находящуюся под корой. Древесина широко применяется в промышленности и обиходе. Ее высокая твердость, плотность и прочность – это ключевые факторы. Но в отборе качественного материала встречается целый ряд недостатков, что подразумевает под собой пороки древесины.
Остановим внимание на основных из них:
Пороками древесины названы недостатки, особенности и дефекты древесины, как всего ствола, так и отдельных его участках, которые являются различными отклонениями от нормы. Имеющиеся отклонения понижают качество и ценность древесины и ограничивают ее практическое использование.
Первичные и вторичные пороки древесины
Обычно дефекты образуются при росте дерева в неблагоприятных условиях, при повреждении ствола вредителями (точильщиками древесинниками, жуками-короедами и прочими) или грибами, болезнью волокон при гниении (см. рис.). Это первичные пороки древесины, возникающие в общем процессе роста дерева.
Механические пороки древесины. Пороки обработки
Возникают отклонения от идеального строения во время лесозаготовки, например, некачественный сруб и неправильно выбранное направление падения дерева, дает расщеп комля. В процессе обработки выявляются механические дефекты древесины – это пороки обработки. Выделены они в следующих видах: обзол, риски, а повреждения местного характера, например пилой — называют запилом, волнистость, ворсистость, мшистость, задиры, выщербины. Рваный торец характерен присутствием на торце детали мелких углублений, пучков или мелких частичек древесины, заусенец. Также к механическим дефектам относятся – отщеп, скол, вмятина, прошлифовка, встречается бахрома сплошная и прерывистая – ленты пучков волокон или древесины, что не полностью отделились на ребрах деталей, ожоги.
Пилопродукция меняет форму при хранении, сушке, увлажнение или выпиливании. Эти изменения классифицируются как покоробленность и имеют разную степень (см. рис.).
Пиломатериалы также подвержены порокам – гниль, трещины, червоточины, что являют собой вторичными пороками, возникающими при хранении и эксплуатации древесины.
Особенности и дефекты древесины разделены на 9 групп пороков. Основные из них:
Сучки на стволе дерева
Заросшие сучки разновидностей не имеют и обнаруживаются исключительно в круглых материалах.
Открытые сучки имеют разновидности (см. рис.) по форме (продолговатый, овальный. круглый), положению в сортименте (кромочный, ребровый, торцовый, пластовой, сшивной), по взаиморасположению (группами, разветвленные, разбросанные), степени срастания (выпадающий, сросшийся, несросшийся или частично сросшийся), по степени состояния древесины (здоровый, с трещинами здоровый, темный здоровый, светлый здоровый, гнилой или загнивший, табачный), по выходу на поверхности (сквозной или односторонний).
Образование различных трещин
Трещины – это нарушение целостности лесоматериала, а если сквозные, то снижают во многих случаях механическую прочность. Выглядит как продольный разрыв волокон. Можно разделить их (см. рис.) по типам, положению в сортименте, глубине и ширине.
Типы трещин следующие: метиковый тип (простые и сложные); отлупная; морозная; трещина усушка.
По положению в сортименте: боковая; пластовая; кромочная; торцовая.
По глубине: несквозная (глубокая и неглубокая); сквозная.
По ширине: сомкнутая; разошедшаяся.
На образование трещин влияет как природный фактор, так и внутреннее напряжение, возникшее в стволе при росте дерева. Морозная трещина – это результат влияния сильных морозов на внутреннюю влагу (процесс расширения). Этот процесс приводит к сквозным трещинам, направленным радиально. Напряжение, возникающее внутри ствола, дает отслоение друг от друга годичных слоев и отлупные трещины. Метиковые трещины проходят вдоль ствола от комеля к вершине. Результаты усушки выявляются при сушке древесины. Дополнительно можете изучить способы их ликвидации.
Пороки связанные с формой ствола
Пороки формы ствола растущего дерева выделяются в таких видах:
Кривизна (см. рис.) – это разностороннее или одностороннее искривление ствола по всей длине. Различают простые и сложные (несколько изгибов в разных направлениях) виды искривления, которые затрудняют распиловку и выдает много отходов.
Закомелистость (см. рис.) при распиловке дает некачественный материал, появлением большим количеством перерезанных волокон. Это утолщение комля ствола по соотношению ко всему стволу.
Ройки – это ребристая закомелистость, при поперечном распиле торца ствола имеет вид звездчато-лопастной формы расположения годичных волокон. Такой материал сильно коробится и имеет пониженную прочность.
Наросты на стволе сопровождаются свилеватостью древесины, что встречается чаще в лиственных породах – это местное резкое утолщение ствола.
Наплывы чаще встречаются на комлевой части ствола. Сопровождаются гладкими наростами на поверхности. Капы выражены в более рельефном виде, возникшие в местах спящих почек, выглядят в форме капель.
Пороки строения древесины
Пороки строения древесины (см. рис.) подразделяются по таким видам: крень; наклон волокон; тяговая древесина; завиток; свилеватость; кармашки; глазки; сердцевина, двойная и смешанная сердцевины; прорость; пасынок; рак; сухобокость; засмолок; ложное ядро; внутренняя заболонь; пятнистость и косослой. Рассмотрим основные из видов.
Косослой характеризует собой различным направлением отклонения волокон от оси дерева. Поперечная нагрузка такой древесины воспринимается плохо. Свилеватость относится к разновидности наклона волокон – волнистое расположение волокон. Завиток – это искривление местного характера годичных слоев.
Крень встречается чаще в древесине хвойных пород, изменения строения происходят в сжатых зонах ствола, ветвей. Это дугообразные участки, образующиеся в искривленных стволах или наклонно растущих деревьях. Наблюдается смещение сердцевины при поперечном распиле. Этот дефект способствует короблению досок, брусьев, понижается прочность и однородность строения материала.
Внутренняя заболонь выражается на торце ствола в виде нескольких или одного колец-слоев различных по ширине, имеющие более светлый окрас, чем ядро древесины. Эта группа годичных слоев в ядре древесины имеет свойства, строение и окраску заболони. Такой порок свойственен лиственной породе, часто встречается у ясеня и дуба.
Ложное ядро является внутренней частью ствола с темным окрасом в разных оттенках. Формы встречаются круглые, лопастные, звездчатые и эксцентричные. Более темным окрасом ложное ядро отличается от заболони.
Кармашек является собой полостью, заполненной камедями или смолой, находящейся внутри годичных слоев. Такие смоляные кармашки снижают прочность древесины, портят поверхность и не поддаются склеиванию и отделке.
При свилеватости древесины волокна ее размещаются волнисто, особенно у комля дерева. Такой материал высоко ценится при отформовывании строганного шпона, но самому процессу обработки поддается плохо. При таком дефекте характерно образование и наростов–наплывов у корневой части ствола.
Прорость называют дефект отдельного участка, появившийся в результате механического повреждения (засмолки, грибные пятна). В этом случае портится не только внешний вид, но затрудняется отделка.
Завиток – это искривление годичных слоев по причине влияния сучков ствола или прорости. Они могут быть односторонними и сквозными. Этот порок снижает прочность, поэтому не применяется в изготовлении деталей, которые несут дополнительную нагрузку. Такие дефекты как смоляные кармашки, засмолок и крень характерны для группы хвойных пород.
Пятнистость – это иначе окрашенные, чем все тело ствола, полосы, которые не влияют на твердость древесины. Пятнистость проявляется в период роста дерева.
Засмолок это участок материала хвойной породы, обильно пропитанный смолой. Места отличаются более темным окрасом. Засмолок не имеет никакого влияния на прочность и менее подвергается гниению, но затрудняет общую отделку материала и покраску.
Рак – это рана на стволе дерева, возникающая при заражении паразитическими грибами или бактериями. Место поражения древесины не зарастает и по периметру участка смолотечение, а противоположная сторона ствола выглядит вздувшейся.
Химическая окраска древесины
Химические окраски древесины – это неестественно окрашенные равномерно по цвету участки в древесине, возникшие в результатах развития биохимических и химических процессов, в большинстве случаев это связанно с процессом окисления дубильных составляющих. встречаются обычно в верхних слоях древесины. При высыхании материала они чаще всего выцветают.
В древесине может завестись грибок
Грибные поражения – это группа пороков, которая возникает с участием грибов, которые могут, как вызвать разрушение древесины, так и совсем не повлиять на ее прочность, но иметь свойство изменения цвета.
Различают всего 6 видов таких грибных поражений: плесень, грибные ядровые пятна, заболонные грибные окраски (цветные пятна – темные и светлые, глубокие, поверхностные и подслойные), побурение (боковое и торцовое), гниль и дупло.
Плесень имеет вид сплошного налета или пятна на участках поверхности древесины. Проявляется при сыром хранении лесоматериалов и окрашивает поверхность древесины в розовый, черный и иные цвета, которые зависят от окраски грибницы и спор.
Грибные ядровые пятна не понижают прочности древесины, возникают в ядре дерева под действием дереворазрушающих и деревоокрашивающих грибов. Опознаются в различных видах – кольца, лунки, сплошная пораженная зона в центре ствола, выходящая часто на периферию.
Заболонные грибные окраски – это участки окрашенной заболони, пораженные деревоокрашивающим грибом, который не вызывает гниль в срубленной древесине. Отмечается в виде полос, удлиненных пятен или поражения поверхности сплошь. Эти окраски свойственны для хвойных пород. Грибами вызывается синий, зеленоватый или серый окрас. Светлые окраски не маскируют текстуру древесины, темные окраски заболони – окрашивают ее в темные тона и маскируют текстуру. Заболонные окраски глубокие проникают в текстуру на глубину более чем 2 мм, а подслойные располагаются на некотором расстоянии от общей поверхности.
Побурение поражает лиственную породу окраской бурого цвета. В срубленной древесине происходят биохимические процессы, понижающие твердость древесины. Бурая окраска при торцевом побурении берет начало от торца и идет вдоль всех волокон. Боковое побурение начинается от боковой поверхности и распространяется к центру лесоматериала.
Гниль – это ненормальные по общему цвету участки древесины, которые могут и понизить твердость материала и нет, возникающие от воздействия дереворазрушающих грибов. Первые стадии поражения грибами не меняют качества и ценности древесины, а меняют лишь окраску некоторых участков.
Имеет несколько разновидностей, отличимые по цвету и структуре: пестрая ситовая, бурая трещиноватая, белая волокнистая.
Типы различимы в таких видах: заболонная (мягкая и твердая), наружная трухлявая и ядровая.
Пестрая ситовая гниль характеризуется пониженной твердостью и пестрым окрасом. Такая древесина долго сохраняет целостность, в дальнейшем становится мягкой и расщепляется. Бурая трещиноватая гниль дает растрескивание материала вдоль и поперек волокон. Белая волокнистая гниль поражает лигнин и целлюлозу и обесцвечивает древесину в виде рисунка мрамора. При сильном поражении легко расщепляется и крошится.
Тип заболонной гнили имеет розовато-бурые или желтовато-бурые оттенки в хвойных породах, а напоминающие вид рисунка мрамора – в лиственных породах. Твердый тип такой гнили близок к такой же твердости, как и окружающая древесина. У мягкой заболонной гнили твердость понижена.
Наружная трухлява гниль встречается как в заболонной части лесоматериала, так и в ядре. Эта бурая трещиноватая гниль возникает при неправильном и длительном хранении под постоянным сильным воздействием дереворазрушающих грибов.
Ядровая гниль возникает в ядре дерева при росте, характеризует себя пониженной твердостью. Первые стадии возникновения такой гнили не влияют на механические показатели. Проявляется в виде вытянутых пятен или полос.
Биологические повреждения
Прочее и редко встречающееся
Инородные включения подразумевают присутствие в материалах постороннего тела, что имеет недревесное происхождение (гвоздь, камень, проволока, осколок металла). Внешне это присутствие можно определить по таким признакам: складки или вздутия коры, вмятины, отверстия, изменение цветности окружающей древесины. Такие дефекты подразумевают дополнительную обработку лесоматериала.