+7 (495) 426-77-77 (офис)
+7 (965) 273-77-75 (отдел продаж)

+7 (965) 310-04-01 (без выходных)

info@bratskles.ru

Строение хвойной древесины

Все породы деревьев делятся на лиственные ихвойные. Хвойные породы отличаются от лиственных наличием в их составе большего количества смолистых веществ ибольшей прямослойностью волокон. Именно смолистые вещества повышают сопротивляемость древесины загниванию. Поэтому строительные конструкции из дерева в основном изготавливаются из древесины хвойных пород. Исходя из этого, остановимся подробнее на свойствах и строении хвойной древесины.

Древесина имеет трубчатое волокнисто-слоистое строение. В поперечном разрезе ствол дерева состоит из сердцевины, ядровой части, заболони, тонкого слоя камбия икоры.
Камбий - это живая часть ствола, которая находится под корой. Камбий непосредственно участвует в росте дерева, питаясь восходящими соками, и организует прирост основной коры идревесины.
Сердцевина — внутренняя центральная часть ствола диаметром около 3—5 мм. Она скорее относится к порокам естественного роста, нежели к полезной части древесины, потому что состоит из рыхлых непрочных клеток. Поэтому пиломатериалы маленьких сортаментов (доски) с сердцевиной относятся ктретьему ивторому сорту и не рекомендуются к использованию в растянутых элементах несущих конструкций.
Основная часть ствола дерева, которая располагается между сердцевиной итонким слоем камбия и содержитплотные и прочные клетки, состоит из двух частей: ядра изаболони.
Заболонь - молодая, неомертвевшая часть древесины, находящаяся ближе к наружному контуру ствола и осуществляющая восходящее движение соков от корней к кроне деревьев.
Ядро - старая, наиболее плотная и прочная часть древесины, не принимающая участия в движении соков. Как раз в ядровой части содержится наибольшее количество смол, придающих материалу прочность и выделяющих фитонцидные вещества. Размеры ядра увеличиваются с возрастом дерева за счет перехода части заболонной древесины в ядровую, и ширина заболони постепенно уменьшается. Из ядровой древесины получается наиболее прочный строительный материал. Чтобы отличить заболонь от ядра, необходимо обратить внимание на цвет: ядро, как правило, более темное, заболонь более светлая. Исключение составляет древесина ели, в которой отличить заболонь от ядра труднее.
С точки зрения микростроения, основную массу древесины составляют древесные волокна, которые располагаются вдоль ствола растущего дерева и состоят из удлиненных пустотелых оболочек отмерших клеток, под названиемтрахеиды.
Трахеиды имеют в сечении почти прямоугольную пустотелую форму. Их пористые стенки являют собой многослойное сплетение тонких волокон - фибрилл, образованных из нитевидных молекул целлюлозы. Целлюлоза включена в состав волокон и формирует их каркас, обеспечивая им прочность. Пространство между клетками- волокнами заполнено межклеточным веществом аморфной структуры -лигнином, склеивающим волокна между собой. Таким образом, лигнин и целлюлоза являются основными компонентами древесинного вещества.


Рост дерева происходиттолько в весенне-летне- осенний период за счет деления клеток камбия. Зимой дерево не растет. Дерево прибавляет по одному слою древесины каждый год. При этом в каждом годичном слое присутствует поздняя и ранняя древесина. Ранняя древесина характеризуется трахеидами с большими размерами поперечного сечения и тонкой стенкой. Поздняя древесина - трахеидами с меньшими размерами поперечного сечения, но с более толстыми стенками. Таким образом, поздняя древесина имеет в своем строении больше древесинного вещества именьше пустот. Поэтому она прочнее, темнее по цвету иплотнее ранней древесины. В деревьях хвойных пород около 70-90% годичного слоя составляет ранняя древесина и лишь10—30% - поздняя древесина. Чем больше в годичных слоях поздней древесины, тем прочнее «чистая» (то есть без косослоя, свили, сучков и других пороков) древесина. В деревянных конструкциях должен использоваться лесоматериал, в своей структуре содержащий не менее 20% поздней древесины.
В структуре древесины также различают сердцевинные лучи,занимающие в лиственных породах около 18% полного объема древесины, а вхвойных всего7%. Их клетки имеют радиальное направление, что помогает древесине осуществлять работу на скалывание в тангенциальном направлении (вдоль волокон), а также увеличивает прочность на смятие в радиальном направлении (поперек волокон).Они и образуют ветки (а, следовательно, и сучки).


Древесина лиственных пород имеет отличную от хвойных структуру, в которой три слоя микрофибры образуют стенки клеток древесного волокна. Каждый из слоев микрофибры расположен по спирали с различными углами наклона к продольной оси клетки. Спиральное направление у стенок клеток древесинылиственных пород, в частности, у распространенной в России березы, приводит к растрескиванию и короблению пиломатериала при сушке и ухудшению гвоздимости. Наличие данных недостатков и слабая стойкость к загниванию ограничивают применение лиственных пород для изготовления деревянных конструкций. Вместе с тем, высокие показатели прочности древесины твердых лиственных пород (в том числе березы) позволяют использовать их для производства мелких соединительных элементов (накладок, шпонок,нагелей), а также важных опорных деталей. Данные детали из древесины дуба можно не антисептировать, но из древесины березы они должны бытьобязательно антисептированы.
Кромесердцевинных лучей, межклеточного вещества, смолы ипустотелых волокон, древесина содержит немалое количествовлаги (водных растворов солей).
Всю содержащуюся в древесине влагу можно разделить на три вида: химически связанная влага, гигроскопическая и свободная.
Гигроскопическая исвободная влага могут быть удалены из древесины при помощи сушки. Химически связанная влага выделяется из древесины только в процессе ее химической переработки, а также при горении или гниении. Кстати, при гниении 1 куб. метра древесины из нее выделяется порядка восьми литров воды.


Количество воды в древесине оценивается  показателем, который называется влажность. Свежесрубленная древесина обладает влажностью до 80-100%, а влажность сплавной древесины может равнятьсяи 180-200%. Для строительных деталей должна применяться древесина с влажностью в рамках от 8 до 20%. Такой показатель влажности достигается в процессе правильно организованной сушки.
Снижение влажности до 30% достигается за счет воздушной сушки в штабелях. Наиболее ответственным и трудным в общем процессе сушки древесины считается процесс сушки от 8-20 до 30% влажности. Принято считать, что наибольшее количество гигроскопической влаги, которое древесина может набрать, составляетпримерно 30%  при температуре 20°С (это, так называемая, точка насыщения волокон). Точка насыщения волокон является пограничной для изменения прочности древесины в зависимости от влажности. Это объясняется тем, что с уменьшением влажности с 200 до 30% в древесине удаляется лишь свободная влага, а удаление свободной влаги не способствует усушке, и, следовательно,  деформации.
Дальнейшая отдача влаги (уже гигроскопической) происходит гораздо медленнее. Движение и отдача влаги при высыханииосуществляется как вдоль, так ипоперек волокон, однако с большей интенсивностью влага передвигается вдоль волокон. При высыхании,движение влаги поперек волокон приводит к состоянию, когда наружные слои древесины высохли, а внутренние все еще остаются сырыми. Это способствует возникновению нежелательных внутренних напряжений в сечении деревянного элемента, являющиеся причиной его коробления или растрескивания.
Чтобы избежать такого эффекта, необходимо, чтобы внутренние и наружные слои высыхали равномерно. Такие условия обеспечивает мягкий режим сушки, при котором все процессы осуществляются медленнее и меньшая температура, чем принормальном или жестком режиме.
Наоборот, при увеличении влажности с 0 до 30% происходит насыщение водой клеточных оболочек, древесина разбухает, и строительные детали увеличиваются в объеме.
При этом в стесненных условиях (к примеру, в стене дома) в деревянных элементах могут появиться значительные внутренние напряжения, которые тоже приведут к деформациям (выпучиванию) деревянных конструкций и элементов.
Также важно знать, что, чем  больше плотность древесины, тем больше размеры разбухания и у сушки при прочих равных условиях. В соответствии с этим, размер усушки в тангенциальном и радиальном направлениях у поздней (более плотной) древесины ощутимо больше, нежели у ранней (более пористой).


Примерная длительность сушки пиломатериалов из свежесрубленной древесины в штабелях на открытом воздухе в средней полосе России

Месяцы года  Понижение
влажности
ДО,%
Необходимое количество суток при толщине пиломатериала в мм
 25 —15мм  50-30 мм  75 - 60 мм
 Апрель - май  30(20)  16- 12(40-30  20-16(50-40)  40-25(70-50)
 Июнь - август  30(20)  8-5(20-12)  16-10(40-20)  30- 15(60-30)
 Сентябрь - октябрь  30  20-15  25-18  40-30
 
Стандартной влажностью древесины считается показатель 12%. Именно при такой влажности происходит сравнение всех свойств древесины.

Недостатки древесины

Достоинства хвойной древесины

Общие сведения о лиственнице

Сосна, Ель, Лиственница, Кедр