Свойства дерева

Свойства дерева, Деревья различных пород обладают различными свойствами древесины. У одних она бывает плотная и очень твердая, у других - средней твердости и у третьих - мягкая. Качества эти могут быть различными и у различных деревьев одной и той же породы: так древесина дерева, выросшего на сухой почве, всегда будет плотнее, чем у дерева той же породы, но выросшего на болотистой почве. У дерева, выросшего на слишком сухой и тощей почве, древесина также будет рыхлой и слизистой - непрочной.

Существенное значение при обработке дерева имеют также следующие его качества: твердость, крепость, вязкость, упругость, колкость и формоизменяемость.

Под твердостью дерева подразумевают то сопротивление, которое оно оказывает при обработке острыми орудиями. Эта твердость также находится в зависимости от климатических, почвенных и иных условий, в которых дерево произрастало. Деревья одной и той же породы также обладают различной твердостью, в зависимости от того, были они выращены в густом или редком насаждении. Присутствие в дереве большого количества смолы или камеди также повышает твердость дерева, примером этого может служить наша лиственница. Содержание в дереве воды уменьшает твердость, почему при продольной распилке бревен на брусья и доски предпочитают брать сырое дерево, оказывающее меньшее сопротивление зубьям пилы.

Крепостью дерева называется сила сцепления между собой волокон его древесины и сопротивление, оказываемое этими волокнами силам, стремящимся их разъединить, сблизить и вообще переместить. Крепость бывает различна в одной и той же породе дерева, так как здесь имеет значение также и упругость и колкость дерева. Вообще же сучковатое дерево менее крепко, чем гладкое, и сырое - слабее сухого. Просушкой дерева можно увеличить его крепость, но не бесконечно, т. к. излишняя сухость скорее уменьшает, чем увеличивает связь частиц дерева между собой. На практике считается, что нормальным пределом содержания влаги в дереве является 10%, ниже чего дерево просушивать не рекомендуется, чтобы не повредить его крепости.

Вязкостью дерева называется его способность гнуться в разные стороны, не ломаясь. Свойство, противоположное вязкости, будет хрупкость и ломкость. Так же, как и в предыдущих случаях, степень вязкости не всегда бывает одинакова у деревьев одной и той же породы и зависит от почвы, на которой дерево произросло, возраста дерева, времени рубки и других условий. Вообще говоря, влажное дерево вязче сухого, но если оно находится в воде долгий срок (несколько лет), то вязкость теряется. В плотничном деле вязкость не имеет никакого значения.

Упругостью называется свойство дерева поддаваться действию изгибающих, растягивающих, сжимающих и вообще изменяющих его нормальное состояние напряжений, и способность принимать первоначальное положение без какого - либо изменения взаимного расположения частиц дерева, по прекращении действия этих напряжений. Упругость зависит, главным образом, от сложения дерева, времени рубки и степени сухости. Наши хвойные породы и осина, с прямыми ровными волокнами, без сучьев, срубленные осенью, обладают достаточной упругостью для применения в строительном деле.

Колкость (раскалываемость) дерева бывает тем больше, чем прямолинейнее его волокна. Сучковатое или свилеватое дерево колется очень трудно, а иногда и вовсе не поддается колке. Способность легко колоться не одинакова не только для разных пород и разных деревьев одной и той же породы, но даже и для разных частей одного и того же дерева. Так, например, нижняя часть стволов деревьев колется всегда лучше чем верхняя. По направлению сердцевинных лучей дерево колется лучше, чем перпендикулярно к ним, т. к. в последнем случае приходится перерезывать волокна. Особенно хорошо колятся хвойные деревья, выращенные в густом насаждении.

Степень колкости имеет большое значение при обтеске брусьев для строительных целей, а также в бондарном деле и при изготовлении различных сложных поделок.

Под формоизменяемостью дерева подразумевается его способность увеличиваться или уменьшаться в объеме, а также искривляться.

Происходит это явление по причине пористости древесины. Поры дерева стремятся впитывать в себя влагу и, при большом ее количестве в окружающей атмосфере, дерево может разбухнуть, отчего увеличится и объем и вес его. В таких местах, как в переплетах оконных рам, в дверях и т. п., разбухание ведет к очень неприятным последствиям. И на. оборот - при значительной сухости окружающей среды дерево легко отдает свою влагу - усыхает. При этом оно становится легче, уменьшается в объеме и при неравномерности этого уменьшения изменяется в форме - коробится и иногда даже растрескивается.

При новом изменении окружающей температуры и влажности описанные явления могут повториться и, при непостоянстве окружающих предмет условий, могут повторяться нескончаемое число раз, отчего каждое изделие, конечно, мало - по - малу разрушится.

Это последнее из перечисленных нами свойств дерева является крупнейшим из его недостатков, как материала для различного рода изделий; не будь его, дерево можно было бы считать наилучшим материалом для множества различных изделий, особенно учитывая сравнительную легкость его обработки.

Перед тем, как перейти к описанию наиболее употребительных в различных работах пород дерева, остановимся еще на разборе могущих встретиться на практике пороков и болезней дерева и на некоторых мерах, коими можно предохранить поделки от быстрой порчи.

Прежде всего следует отметить, что срок службы различных древесных пород не бывает одинаковым. Он находится в зависимости от тех условий, в которых помещается данное изделие.

Так, например, в закрытом сухом и проветриваемом помещении все породы дерева сохраняются весьма продолжительный срок, на открытом же воздухе, хотя бы даже и под навесом, одним словом там, где окружающий воздух может попеременно менять степень своей влажности, срок этот сильно сокращается, - так сосна может прослужить, примерно, до 20 и дуб до 50 лет.

Дерево, погруженное в пресную речную воду, также сохраняется весьма долго, в то время как в морской воде разрушается в чрезвычайно короткий срок, иногда в течение всего одного года, что важно иметь в виду при изготовлении таких изделий, которые по роду своего назначения должны соприкасаться постоянно с водой.

Различные болезни и пороки дерева, происходящие в нем от различных ненормальных причин и условий, в которых дерево произрастало, могут сильно сократить намеченные выше сроки службы деревянных изделий, а иногда и привести в такой вид древесину, что мастер просто должен будет выбросить или пустить на топливо закупленный им материал, так как ни для каких поделок он не будет годен.

Наиболее серьезной болезнью дерева следует считать гниль.

Дерево может гнить не только на корню, но и в срубленном виде и в постройках и в менее крупных поделках. Гниение происходит от различных причин, но главным образом от действия воздуха, излишней влаги и сырости, вследствие чего получается сначала химическое изменение состава древесины, а затем и ее разрушение. Такое гниение именуется сырым, но может быть и сухое гниение, например, от соприкосновения с раствором извести и от внутренней влаги, заключающейся в порах дерева. При сухом гниении, в конечном итоге, наступают такие же печальные последствия.

При заражении гнилью волокна древесины делаются сначала дряблыми, теряют свой естественный цвет и, наконец, понемногу превращаются в порошок.

В дальнейшем процессе гниения этот порошок выделяет газы, заполняющие образовавшуюся в дереве пустоту и получается так наз. дупло.

Что касается гниения дерева уже срубленного, то здесь оно происходит потому, что растительные соки дерева, вследствие прекращения его жизненной деятельности, подвергаются только действию внешних химических сил, которые, при известных обстоятельствах, разлагают составные части дерева. Порча соков начинается их брожением. Оно переходит на стенки сосудов, содержащих эти соки, причем связь между волокнами ослабляется и дерево теряет свою вязкость, твердость и крепость.

Признаком порчи дерева на корню служит появление на стволе его губок и грибков.

Для нас наиболее важны три вида гнили: красная гниль - от размножения грибка, заразившего дерево еще на корню. Она особенно сильно развивается, когда построенное здание плохо проветривается. Затем - домовый грибок - он заражает дерево только там, где есть сырость, мало света и спертый воздух. Чтобы предохранить новый, здоровый лесной материал от заражения домовым грибком, не следует класть его там, где сложен старый гнилой лес. Последней мы упомянем синюю гниль - она развивается также от грибка и только в сыром месте. Важно отметить, что синева, встречающаяся на деревьях, сплавляемых водой, и выцветающая потом на солнце, гнилью не является.

Следующей мы отметим суховершинность. Если верхушка дерева бывает лишена листьев, то это служит верным признаком суховершинности, которая иногда распространяется на всю древесину, делая ее негодной для поделок. Если эта болезнь поразила только верхушку дерева, не распространившись вниз, то ствол дерева может еще быть годным для работы.

Далее идет зяблина. По очистке коры срубленного дерева иногда обнаруживаются полосы красноватого цвета. Происходят они от сырости, попавшей под кору, и называются зяблиной. Места древесины, пораженные зяблиной, дряблы и для работы не годны, но остальная часть дерева может быть употреблена в дело.

Иногда встречается также двойная оболонь, заключающаяся в том, что в массе твердой зрелой древесины попадаются более слабые и мягкие слои. Происходит это явление от слишком ранних осенних морозов и холодной зимы после сырого лета, отчего только что образовавшиеся молодые слои заболони, не успев окрепнуть, покрываются новыми слоями, которые затем уже твердеют нормально. Понятно, что из - за неоднородности древесины такого дерева оно мало пригодно для поделок. Кроме того, при высыхании такие деревья всегда растрескиваются.

Всем известна также и болезнь, называемая червоточиной. Ее легко определить по наружным признакам. Чаще всего червями поражаются свеже - срубленные деревья, с которых еще не снята кора, а также лес, сплавленный водой,

Иногда в срубленном дереве мы находим по всему стволу радиальные трещины. Они образуются от сильного удара при падении дерева или от раскачивания его ветром и от мороза. Понятно, использование такого дерева крайне затрудняется или становится вовсе невозможным.

Из числа менее серьезных пороков мы отметим внутренние сучья, оказавшиеся под корой как будто гладкого дерева и крайне затрудняющие его обработку. Внутренние сучья получаются в тех местах, где ранее находились и потом обломились настоящие. Места эти потом заросли корой, и снаружи ствол дерева совершенно сгладился. Близки к ним, по характеру, табачные сучья - также обломившиеся в свое время, но не заросшие. При попадании сырости в обнаженное место излома там образуется гниль, в виде похожего на табак порошка, которая может перейти затем и на ствол дерева, образовав в нем дыру. На практике такие места почти всегда можно вычистить топором, не выбрасывая всего дерева.

Более серьезным пороком является косослойность дерева - когда волокна идут в нем не прямо, а по винтовой линии. Такое дерево не колется, и выпиленные из него доски легко ломаются, так как все волокна в них оказываются перерезанными наискось (рис. 3).

Рис. 3. А - радикальная трещина, обнаруженная в поперечном распиле; Б - прямослойное дерево; В - свилеватое дерево

Серьезным пороком, который, однако, иногда бывает полезен, является свилеватость, - при которой волокна также не идут по прямой линии, а волнообразно или извилисто. Такое дерево очень трудно в обработке и почти совершенно непригодно в столярном деле, но зато ценно в деле токарном из - за оригинальности узора древесины, естественно украшающего выточенные изделия.

Менее существенны наружные повреждения деревьев, нанесенные им соседними падающими деревьями или топором. К этим повреждениям принадлежат: надрубы, затесы и цапины. Иногда они зарастают правильными слоями древесины и тогда называются пророслью. У хвойных пород проросль покрывается смолою и носит название засмолки или серянки.

Такие наружные повреждения дерева почти никогда не являются причиной браковки их плотниками при выборе леса для строительных надобностей.

Как видно из сказанного выше, почти все перечисленные пороки дерева являются почти неустранимыми и требуют только большого внимания при выборе мастером материала для своих изделий; меры же, служащие к предохранению от порчи уже готовых изделий, сделанных из доброкачественного материала, должны быть направлены, главным образом, против гниения и червоточины. Заключаются они в следующем.

Предохранение дерева от порчи в плотничных работах в различного рода постройках производится обычно путем закрашивания его масляной краской или обмазывания смолой. Червоточину можно уничтожить обмазкой дерева керосином, при чем самый червь уничтожается раствором зеленого мыла.

Дерево, зарываемое в землю, лучше всего пропитывать креозотом, но этот способ требует дорого стоящего устройства и поэтому чаще прибегают к обмазке его гудронитом. Хорошо, но кратковременно действует также и осмолка, что же касается так часто применяемого у нас обжигания, то оно приносит только вред.

В столярных изделиях, где приходится иметь дело с менее крупными частями дерева, предохранительные меры можно провести более совершенно. Как мы уже говорили, гниение дерева происходит по причине порчи древесных соков, которые свое брожение передают и древесине. Задача состоит, таким образом, в том, чтобы эти соки удалить из древесины. Удаление это производится посредством выщелачивания.

Выщелачивание производится двумя способами. Первый способ состоит в том, что куски дерева, напр., доски приготовленные на поделку, кладут в чистый котел, закладывают сверху камнями, чтобы доски не всплыли, наливают котел речной или дождевой водой и под котлом разводят огонь. Вываривают дерево несколько часов. Чем дольше, тем лучше. Потом воду сливают, наливают в котел свежей воды, в которую прибавляют немного обыкновенной соли и снова варят несколько часов.

Вываренное дерево вынимают и просушивают. Просушивание производится сначала в тенистом месте. Когда дерево значительно провянет, вносят его в сушилку, при чем сначала укладывают его там, где похолоднее, и лишь постепенно переносят в более жаркие места.

Второй способ выщелачивания состоит в следующем. Куски дерева укладывают в совершенно плотно (герметически) закрывающийся ящик. В этот ящик посредством трубки пускают пар. Пар, проникая в канальцы (поры) дерева, растворяет застывшие там соки и выводит их из дерева.

Соки собираются на дне ящика и вытекают через стеклянную трубочку из него. Как только соки пойдут в виде чистой воды, работу можно прекратить.

Есть еще третий способ - это выщелачивание проточною водой. Для этого дерево погружается на 1 - 3 месяца в проточную воду.

Выщелаченное дерево меньше коробится, не дает трещин и не разъедается червем, так как червю нечем питаться в нем.

Выщелаченное дерево для большей прочности можно пропитать противогнилостным раствором. Самое верное средство - это раствор сулемы, но так как сулема очень ядовита, то ею не следует пропитывать вещи, которые будут служить для домашнего обихода.

Домашние вещи можно пропитать раствором хлористого цинка или медного купороса.

Здесь же мы упомянем о некоторых мерах предохранения изделий также и отмеханической порчи, происходящей, главным образом, от высыхания дерева А уже готовом изделии.

Со свойством дерева изменять свою форму с усыханием нужно особо внимательно ознакомиться начинающему мастеру, с тем, чтобы не сделать ряда непоправимых ошибок на первых же порах работы.

Как общее правило, можно сказать, что дерево при усыхании уменьшается в своем объеме, но это уменьшение происходит не по всем направлениям равномерно.

Так, по направлению длины волокон дерево усыхает настолько незначительно, что это не приходится даже принимать в расчет.

По направлению от наружной кромки к сердцевине дерево усыхает уже на одну тридцатую. Например, дерево в 30 сантиметров уменьшится на один сантиметр. Форма его при этом не изменится.

Сильно усыхает дерево по направлению годичных слоев, что особенно сказывается на выпиленных из одного и того же ствола досках. Усушка в этом направлении достигает одной пятнадцатой.

Усыхание часто сопровождается растрескиванием, которое происходит оттого, что не все части дерева высыхают одинаково быстро. Быстрее всего трескаются торцы, с которых влага испаряется в воздух прежде всего. Сильнее всего трескаются твердые породы, мягкие - меньше. Некоторые породы, как, например, красное дерево, груша, вяз, почти совсем не трескаются.

Против растрескивания можно посоветовать только хорошую равномерную просушку дерева, проклеивание торцов и продольную распилку слишком широких досок.

Всем известно также явление коробления деревянных предметов. Происходит оно от того, что наружные слои доски, высохнув ранее, тянут на себя и остальные. У только - что распиленного дерева меньше всего коробится срединная доска (см. рис. 4) и все больше и больше - крайние. Зато из срединной доски может легко выпасть мягкая сердцевина.

Рис. 4. Коробление досок

Против коробления щитов, склеенных из досок, нужно применять следующие меры: делать щиты из хорошо выдержанного дерева, предохранять от действия воздуха, путем покрытия масляной краской, вареным маслом или воском и главное - надлежаще обработать доски и расположить их на щите. Это достигается распилкой досок вдоль по средине расположением их так, чтобы кромка одной прилегала к сердцевине другой и при этом так, чтобы горбыли обращались то на одну, то на другую сторону и, наконец, полным удалением мягкой рыхлой сердцевины, которую лучше в щит не пускать совсем.