СВОЙСТВА ДРЕВЕСИНЫ

Дерево как материал характеризуется целым рядом качеств, которые имеют большое значение для того, кто работает или только начинает работать с ним. Во-первых, это свойства, которые условно можно назвать внешними: цвет, блеск и текстура, то есть рисунок, который можно увидеть на разрезах древесины. Эти свойства важны, поскольку широко используются в декоративных целях. Во-вторых, у древесины есть внутренние свойства, среди которых можно было бы упомянуть прочность, способность удерживать металлические крепления и т. п.

Цвет древесине придают содержащиеся в ее клетках дубильные, смолистые и красящие вещества. Цвет древесина может иметь самый разный - от белого до черного через желтый, розовый, красный и коричневый. При помощи разного рода обработки (пропаривания, протравливания, тонирования и т. п.) цвет древесины может быть улучшен и скорректирован. Поскольку цвет дерева, а особенно его ценных пород, обладает богатейшими оттенками, он играет огромную роль при изготовлении мебели, музыкальных инструментов, столярных и художественных изделий, например, при выполнении инкрустаций.

В основном цвет древесины зависит от двух факторов: места, в котором произрастает дерево, и его возраста. Так, древесина пород, произрастающих на севере, более блеклая, чем древесина южных пород. Кроме того, у молодых деревьев цвет древесины более светлый, чем у старых. Цвет дерева может изменяться под воздействием внешних факторов. В частности, следует учитывать, что под влиянием воздуха окраска древесины может терять свою яркость либо, наоборот, темнеть. Например, ольха, широко используемая в столярно-мебельном производстве, после рубки меняет свою окраску со светло-розовой на темно-коричневую.

Существуют породы дерева, цвет которых может быть очень разным. Так, например, древесина ореха может обладать широкой гаммой цветов, от желтого до черного. Не намного меньше диапазон цветов и у груши.

Если вам необходимо, чтобы древесина была белого цвета, лучше всего взять березу, осину, липу, граб, клен или ель. Серым цветом обладает древесина ясеня, грецкого ореха и ядра белой акации. Древесина желтого цвета - у лимонного дерева, заболони белой акации, самшита и сосны. Древесину розового цвета имеет ольха, бук, яблоня, груша. Дуб, карагач, лиственница, орех, тис, бук могут использоваться там, где необходима древесина бурого цвета. Красным цветом обладает древесина амаранта и ольхи, темно-коричневым - древесина ореха, абрикоса, палисандра, светло-коричневым - древесина ореха, карагача, дуба и груши. Наконец, в естественном состоянии черный цвет имеет эбеновое дерево.

При желании цвет древесины можно изменить, о чем будет сказано ниже, в главе "Отделка древесины".

Красивый вид древесине придает блеск. Конечно, блеск древесины можно усилить (при помощи полирования, лакировки, вощения и т. д.). Однако не все породы дерева обладают одинаковым блеском изначально, и зависит это прежде всего от структуры древесины. Особенно сильно блестит древесина белой акации, дуба, платана, ильма, бука, клена. Самыми же "матовыми" породами дерева являются осина, липа и тополь.

Рисунок (текстура) - одно из наиболее ценных свойств дерева. Существует даже понятие - "декоративная ценность дерева", и определяется она, прежде всего по рисунку. Текстура зависит от ширины годичных колец, разницы в цвете сердцевины (ядра) и более молодых наружных слоев (заболони), наличия или отсутствия крупных сосудов и сердцевинных лучей, а также расположения волокон.

При работе с деревом нужно учитывать, что характер текстуры зависит от направления распила дерева. Распил дерева бывает поперечным (торцовым), радиальным и тангентальным. При поперечном разрезе распил проходит перпендикулярно оси ствола, а годичные кольца образуют прямые линии. При радиальном разрезе распил проходит через сердцевину ствола; годичные кольца на таком распиле имеют форму кругов. Тангентальный (или тангенциальный) разрез образуется тогда, когда линия распила образует с осью ствола острый угол. Тангенциальный разрез дает извилистые линии. Лиственные породы дают красивый рисунок на радиальном и тангенциальном разрезах, хвойные породы - на тангенциальном разрезе.

В зависимости от породы дерева и некоторых других факторов различают следующие разновидности текстуры по особенностям рисунка (см. рис. 4):

штриховой, или мелкокрапчатый, рисунок характеризуется мелкими однородными штрихами. Он получается при разрезе сердцевинных лучей бука, чинары, дуба;

муаровый рисунок образуется на радиальном разрезе волнистой березы, красного дерева и серого клена и имеет вид полос;

полосатый рисунок присущ древесине красного дерева, хвойных пород, ореха и палисандра на радиальном разрезе ствола. Он выглядит как чередование светлых и темных полос, иногда узких, иногда широких. Применяют древесину с таким рисунком, как правило, при выполнении больших мозаичных наборов;

волнистый рисунок виден на радиальном разрезе ствола ясеня и березы. Обычно его получают путем специальной обработки - лущения режущим инструментом. Очень красиво смотрится на больших плоскостях;

V-образный рисунок представляет собой рисунок на тангенциальном разрезе, образуемый расходящимися от основания полосами. Используется при выполнении сюжетных наборов в мозаике, при изготовлении мебели и т. п. Им характеризуется древесина дуба, ясеня, ореха и хвойных пород. В принципе, его можно обнаружить на всех породах с различной окраской ранней и поздней древесины;

криволинейный рисунок образуется в результате искривления ствола или образования нароста на дереве. Виден на тангенциальном разрезе. Его разновидностью является раковинный рисунок, который встречается у развилин ветвей карагача, ясеня и некоторых других пород. Получил название из-за специфического узора, напоминающего раковину и состоящего из пятен и перепутанных линий;

листообразный рисунок виден на тангенциальном разрезе и характеризуется линиями неправильной формы;

рисунок <птичий глаз" образуется из непроросших почек под корой ясеня, украинского тополя и карельской березы и представляет собой сочетание линий и пятен. Является разновидностью сучковатого рисунка.

Красивый вид древесине могут также придавать и разного рода пороки дерева, прежде всего сучки. Это один из тех случаев, когда недостаток становится достоинством,- естественно, в руках умелого резчика, который практически всегда сумеет эффектно обыграть тот или иной порок материала. Необходимо отметить, что древесина некоторых пород (березы, осины и др.) по всей толщине ствола имеет одинаковое строение, сходное со строением заболо-ни, а потому ее цвет ровный. Разница в цвете характерна для хвойных пород. Из лиственных пород наиболее красивой текстурой обладают те, у которых ярко выражены годичные кольца и сердцевинные лучи (дуб, клен, бук, карагач, платан и другие).

Свилеватость (волнообразное и путаное расположение волокон вдоль оси ствола) и косослой (винтообразное, или спиральное, расположение волокон) также делают распил дерева очень красивым. Однако поскольку такие свойства древесины делают древесину менее прочной и более трудно обрабатываемой, свилеватую древесину применяют в основном в отделке. Текстуру можно подчеркнуть при помощи прозрачных лаков. Перейдем к свойствам, которые мы назвали внутренними.

Прочность древесины определяется породой дерева, плотностью, влажностью, наличием пороков и направлением действующей нагрузки. Самое заметное влияние на прочность древесины оказывает связанная влага, то есть та влага, которая пропитывает клеточные оболочки. По мере увеличения количества связанной влаги прочность древесины становится меньше. Когда же количество влаги переходит предел гигроскопичности (30%), влажность перестает оказывать влияние на прочность древесины.

При работе с древесиной следует также учитывать ее влажность. Как уже было указано, влага в древесине бывает свободной и связанной. Особенностью свободной влаги является то, что она испаряется из дерева очень легко. Вспомните, что промокшее под дождем дерево высыхает достаточно быстро, буквально за несколько часов. Связанная влага, напротив, испаряется медленно, и для того, чтобы высушить дерево, не прибегая при этом к помощи специальных технологий, может понадобиться несколько лет. Кроме того, практическая ценность различия между свободной и связанной влагой заключается в том, что при испарении первой меняется только тяжесть дерева, а при испарении второй изменяется его объем. Последний процесс, то есть уменьшение объема древесины при испарении связанной влаги, называется усушкой. Уменьшение объема древесины при ее высыхании неодинаково по различным направлениям. Вдоль волокон средний объем усушки измеряется 1мм на метр длины. Поперек волокон от коры к сердцевине при усушке толщина дерева может уменьшиться на 3-5%, а поперек волокон по окружности годичных колец - 6-10%, то есть соответственно на 3-5 см и 6-10 см на метр. При выполнении работ, не требующих большой точности, усушка никакой роли не играет, однако в некоторых случаях она может иметь значение.

По величине коэффициента объемной усушки российские древесные породы можно разделить на три группы:

малоусыхающие (ель, пихта, кедр, белый тополь и др.);

среднеусыхающие (дуб, вяз, бук, осина, ясень, черный тополь, мелколистная липа и др.);

сильноусыхающие (клен остролистный, граб, сибирская и даурская лиственницы, березы плакучая и белая).

При сушке дерева также следует учитывать, что влага испаряется из дерева неравномерно. Сначала влага испаряется из внешних слоев, а затем из внутренних. Такое неравномерное испарение влаги приводит к тому, что в древесине возникает внутреннее напряжение, растягивающее ее на повержноети и сжимающее внутри, в результате чего "на дереве могут появиться трещины. Внутренние напряжения сохраняются в уже высушенном материале и служат причиной изменения размеров и формы деталей при механической обработке древесины. Остаточные напряжения можно снять, слегка смочив поверхность древесины водой.

Твердость - это способность древесины сопротивляться проникновению в нее твердых тел. По степени твердости древесные породы можно разделить на три группы:

мягкие (сосна, ель, кедр, пихта, осина, липа, ольха, тополь);

твердые (береза, бук, вяз, лиственница сибирская, ясень, ильм, карагач, клен, яблоня);

очень твердые (граб, кизил, самшит, акация белая, береза железная).

Отдельно следует остановиться на так называемых технологических свойствах древесины. К ним относятся способность древесины удерживать в себе металлические крепления, ее износостойкость, способность древесины к гнутью и сопротивление древесины раскалыванию. Мы остановимся лишь на двух первых из них.

При вбивании гвоздя или ввинчивании шурупа в древесину перпендикулярно волокнам последние частично разрываются, а частично изгибаются. Чем больше давление, которое оказывают на гвоздь или шуруп огибающие их волокна, тем крепче они держатся в дереве. Способность древесины удерживать в себе металлические крепления тесно связана с ее плотностью и влажностью. Так, чем больше плотность древесины, тем выше сопротивление выдергиванию гвоздя или шурупа. Влажность облегчает забивание гвоздей в древесину, а сухая древесина удерживает в себе гвозди гораздо хуже влажной. Износостойкость древесины - это ее способность противостоять разрушению в процессе трения. Здесь опять-таки можно упомянуть несколько закономерностей:

древесина больше изнашивается с боковой стороны, чем с торцовой;

чем больше твердость и плотность древесины, тем меньше ее изнашиваемость;

влажная древесина больше подвержена износу.