О древесине (физико-механические свойства)
Цвет древесины определяют дубильные, красящие и смолистые вещества. Он может меняться от белого до черного, в зависимости от климатических условий, в которых растет данная порода. Так, в районах с жарким климатом древесина имеет яркую окраску, чем в умеренных широтах. В пределах одной климатической зоны древесина отдельных пород имеет определенные оттенки. Например, граб имеет древесину белого или светло-серого цвета, ясень - бурого, а грецкий орех - от светло- до серо-коричневого.
Цвет древесины может изменяться и под воздействием окружающей среды - воздуха, воды, микроорганизмов. Так, древесина только срубленной ольхи имеет белый или светло-розовый цвет, а после непродолжительного пребывания на воздухе становится желтовато-красной. Мореный дуб (черного или темно-коричневого цвета) приобретает такой окраски после длительного пребывания в воде. Изменяется цвет и с возрастом дерева - темнеет.
Наибольшее значение имеет цвет древесины при производстве мебели, музыкальных инструментов, а также в художественном резьбе по дереву. При необходимости цвет меняют отбеливанием, морением и другими способами.
Текстура - это рисунок на разрезе древесины при перерезании ее волокон, годичных слоев и сердцевинных лучей. Наиболее четкий и интересный рисунок обычно на тангенциальном разрезе. Текстура определяется шириной годичных слоев, наличием сердцевинных лучей, расположением волокон и другими особенностями строения древесины определенной породы. По текстуре и окраске древесины почти всегда можно определить ее породу. Чем отчетливее и разнообразнее текстура, тем выше декоративная ценность древесины.
Для улучшения текстуры иногда применяют искусственные приемы: радиальное строгания, лущения фанерных кряжей под углом к направлению волокон и тому подобное. Влажность - это отношение массы влаги, находящейся в данном объеме древесины, к массе абсолютно сухой древесины, выраженное в процентах. Влага в древесине пропитывает клеточные оболочки (гигроскопична или связанная влага) и заполняет полости клеток и межклеточные промежутки (свободная или капиллярная, влага). Во время сушки древесины испаряется сначала свободная влага, а затем связана.
В столярном деле используется древесина таких степеней влажности: воздушно-сухая, длительное время находилась на открытом воздухе (влажность от 15 до 20%); комнатно-сухая (влажность от 8 до 12%); сухая (влажность менее 8%).
Влажность меняется по высоте и радиусу ствола растущего дерева. Она зависит также от возраста и породы дерева, времени года и других факторов. Усушки древесины называется уменьшение ее линейных размеров (и объема) при ее высыхании. Усушка начинается после удаления из древесины свободной влаги и с началом удаления связанной влаги. Наибольшая линейная усушка наблюдается в тангенциальном направлении- (6-10%), наименьшая - вдоль (не более 0,5%). Существует также понятие объемной усушки - уменьшение объема древесины по испарения связанной влаги. Мало высыхающими породами (с коэффициентом объемной усушки не более 0,4%) является ель, пихта сибирская, кедр сибирский, тополь белый. Средне высыхающие - это дуб, вяз, ольха черная, осина, ясень, тополь черный, липа мелколистная. К сильно высыхающим породам (0,47% и более) принадлежат береза белая и плакучая, бук, граб, лиственница сибирская, клен остролистный и другие.
Плотность древесины характеризуется отношением массы древесины к ее объему и измеряются в килограммах на 1 м3 и в граммах на 1 см3. Пористая древесина имеет меньшую плотность. С увеличением влажности плотность древесины повышается. Чем больше плотность, тем выше прочность древесины.
Применяемую в столярном деле древесину по плотности можно разделить на три группы: мало плотная (до 450 кг / м3): сосна, ель, пихта, кедр, тополь, липа, ольха, бархатное дерево, орех маньчжурский; средне плотная (550 - 740 кг / м3). В эту группу входят береза, лиственница, дуб, вяз, бук, клен, ясень, карагач; высоко плотная (более 740 кг / м3): самшит, граб, акация белая, береза железная, кизил.
Твердость древесины - это способность сопротивляться проникновению в нее более твердых тел. Она в значительной степени зависит от влажности древесины: при изменении влажности на 1% твердость меняется на 2-3%. Твердость торцовой поверхности на 30- 40% выше тангенциальной и радиальной.
По степени торцевой твердости древесину подразделяют на три группы: мягкая (ель, сосна, липа, пихта, ольха, осина, кедр) твердая (бук, береза, клен, лиственница сибирская, ясень); очень твердая (самшит, кизил, береза железная, акация белая, граб). Твердость древесины имеет значение при обработке ее режущими инструментами - пиление, долбление, фрезерование, строгание, шелушение, при устройстве полов, лестниц, где она подвергается истиранию, а также когда крепят деревянные детали гвоздями и шурупами.