Внешний вид древесины

Цвет. Обычно для характеристики цвета древесины используют словесные описания. Характеристики цвета древесины можно установить, используя фото­электрические колориметры или атлас цветов, представляющий собой аль­бом с большим количеством накрасок. В течение 5-20 лет древесина большинства отечественных пород весь­ма мало отличается по цветовому тону. Все многообразие цветовых оттенков древесины при­дают ей вещества, заключенные в полостях клеток или пропитывающие их стенки, - красящие и дубильные, смолы и продукты их окисления. Древесина пород умеренного пояса окрашена бледно, а - тропиче­ского пояса очень ярко. Интенсивность окраски увеличивается с возрас­том, особенно у ядровых пород; в оптимальных условиях роста окраска бывает более яркой. Древесина многих пород изменяет цвет при выдержке под влиянием воздуха и света. Тем не менее цвет многих пород настолько характерен, что может служить одним из признаков при их распознавании. Изменение цвета древесины чаще всего указывает на поражение ее грибами. В речной воде древесина дуба сильно темнеет в результате соедине­ния дубильных веществ с солями железа. При про-паривании древесины бука она довольно равномерно окрашивается в крас­новатый цвет. После высокотемпературной сушки у древесины хвойных пород появляется буроватая окраска. Цвет — одна из важнейших характеристик внешнего вида древесины, которую учитывают при выборе пород для внутренней отделки помеще­ний, изготовления мебели, музыкальных инструментов, художественных поделок, спортивного инвентаря и т. д.

Блеск- способность направ­ленно отражать световой поток. Наибольший блеск наблюдается при ос­вещении гладких поверхностей. В отличие от них матовые поверхности, имеющие однородные неровности больших размеров, отра­жают световой поток диффузно. Если на продольных разрезах древесины встречаются участки со сравнительно небольшими структурными неровностями, появляются бли­ки, отсветы. Такой способностью обладают сердцевинные лучи на ради­альных разрезах (лучше расколах) древесины клена, платана, бука, ильма, дуба, кизила, белой акации, айланта; шелковистый блеск свойственен дре­весине бархатного дерева. Чем больше белизна, тем выше из­меряемые показатели блеска. Эти показатели возрастают с увеличением угла падения (и отражения) светового потока.

Текстура- рисунок, образующийся на поверх­ности древесины вследствие перерезания анатомических элементов. Чем сложнее строение древесины и разнообразнее сочетание отдельных эле­ментов, тем богаче ее текстура. У хвойных пород текстура зависит в основном от разницы в окраске ранней и поздней древесины, а также от ширины годичных слоев. Для древесины лиственных пород с более сложным строением ха­рактерно наличие видимых невооруженным глазом крупных сосудов создает более богатую текстуру. Выбор направления разреза древесины определяет характер тексту­ры. Из наших лиственных пород на радиальном разрезе красивую тексту­ру, обусловленную наличием сердцевинных лучей имеют: бук, платан, клен, явор, дуб, ильм, карагач. Кроме этих пород на тангенциальном разрезе красивую текстуру, образованную в основном перерезанными сосудами, имеют: ясень, грец­кий орех, бархатное дерево, каштан съедобный, вяз. Путаное расположение волокон (свилеватость) создает отличаю­щуюся высокими декоративными свойствами текстуру древесины капов -наростов на стволах деревьев лиственных пород. Очень ценится текстура "птичий глаз", представляющая собой аномальную древесину бе­лого клена. Своеобразную текстуру можно получить при неравномерном прессовании древесины, лущении ее ножом, при лущении древесины под углом к направлению волокон. Текстура, так­же как и цвет, определяет ценность древесины как декоративного материа­ла. Прозрачная отделка древесины лаками проявляет ее текстуру. Лаковое покрытие, имеющее близкий к древесине коэффициент преломления света, увеличивает прозрачность поверхностных слоев и способствует зритель­ному восприятию глубины текстуры. Равноплотность древесины характеризуется равномерностью распределения механических тканей по ширине годичного слоя. Малой равноплотностью обладает древесина пород с резкой разницей в строении ранней и поздней зон годичных слоев - лиственница, сосна, дуб, ясень и др. Высокой равноплотностью отличаются самшит, груша, граб, клен, бук, ольха, осина, липа и ряд других пород.

№16

Вода в древесине. В срубленной древесине в зависимости от условий хранения и транспорти­ровки содержание воды может увеличиваться или уменьшаться. Под влажностью (абсолютной) понимают выраженное в процентах отношение массы воды к массе сухой древесины:

где т - масса образца влажной древесины, г; т₀ - масса образца абс. сух. древесины, г.

Влажность древесины измеряют прямыми и косвенными методами. Прямые методы основаны на выделении тем или иным способом воды из древесины. Воду можно отделить путем высушивания и определить влажность с заданной степенью точности. Очищенные от заусенцев и опилок пробы помещают в стеклянные бюксы с притертыми крышками и взвешивают на аналитических весах с погрешностью до 0,001 г. Бюксы используют для того, чтобы масса пробы не изменилась во время взвешивания. Массу бюксы определяют заранее на тех же весах. Пробы находятся в бюксах (но со снятыми крышками) и во время высушивания.

Пробы высушивают в сушильных шкафах - небольших камерах, ча­ще всего с электрическим нагревом и автоматическими регуляторами тем­пературы. Бюксы с пробами находятся в шкафу при температуре воздуха 103+2 °С до тех пор, пока не будет достигнуто постоянное значение массы, устанавливаемое контрольными взвешиваниями. Первое взвешивание про­водят через 6-10 ч., а далее через каждые 2 ч. Если разница в массе при двух взвешиваниях с указанным интервалом окажется менее 0,002 г, счи­тают, что достигнуто абсолютно сухое состояние древесины. Пробы из смолистой древесины хвойных пород не должны находиться в сушильном шкафу более 20 ч.

Перед каждым взвешиванием бюксы закрывают крышками и охлаж­дают в сухом воздухе в эксикаторах - сосудах с безводным хлористым кальцием или серной кислотой концентрацией 94 %. Влажность, %, вычис­ляют по формуле

где м1 - масса бюксы, г; м2 - масса бюксы с пробой до высушивания, г; м₃ - масса бюксы с пробой после высушивания, г. Влажность древесины с большей погрешностью (до 1 %) определяют по образцам размерами 20x20x30 мм, взвешивая их без бюкс на техниче­ских весах с погрешностью до 0,01 г. После первого взвешивания образцы помешают в сушильный шкаф, в котором они находятся до тех пор, пока по результатам двух последних контрольных взвешиваний (разница долж­на быть не более 0,02 г) не будет установлено достижение постоянной мас­сы т₀. Влажность образца вычисляют по формуле (4). Описанный простой и надежный метод определения влажности путем высушивания нашел ши­рокое применение.

Основной недостаток прямых методов заключается в том, что про­должительность процедуры очень велика. Этого недостатка лишены косвенные методы. Они основаны на измерении показателей других физических свойств древесины, которые зависят от содержания воды в древесине. Для создания влагомеров широко используются зависимости между влажностью и электрическими параметрами древесины. Наиболь­шее распространение получили кондуктометрические элек­тровлагомеры, основанные на измерении электропроводности древе­сины. В таких приборах контакт с древесиной осуществляется при помощи датчика с тремя игольчатыми электродами. Иголки датчика вводят через боковую (не торцовую) поверхность в древесину. Влажность определяют обычно на глубине 10 мм. В современных конструкциях электровлагомеров вводятся данные о породе и температуре воздуха. К недостаткам этих приборов помимо меньшей точности (по сравне­нию с методом высушивания) относится также и то, что они дают значения локальной влажности древесины в месте введения игольчатых контактов. При обычно неравномерном распределении влажности по объему доски или заготовки этот недостаток может быть причиной дополнительных по­грешностей в определении интегральной влажности древесины.

Разработаны конструкции индуктивных электровлаго­меров, позволяющих определять влажность калиброванных образцов древесины бесконтактным способом. Эти приборы основаны на измерении индуктивности, или добротности контура катушки самоиндукции с сер­дечником из влажной древесины. Имеются предложения измерять влажность по проницаемости древе­сины для рентгеновского, бета- и гамма-излучения и другими, в том числе и комбинированными способами. Влажность в растущем дереве распределена неравномерно как по ра­диусу, так и по высоте ствола. У хвойных пород влажность заболони в 3-4 раза выше влажности ядра и спелой древесины. У лиственных пород как ядровых (дуб, ясень, вяз, ильм), так и безъ­ядровых (береза, осина, липа) распределение влажности по сечению ствола более или менее равномерно. При этом влажность ядровой древесины у некоторых лиственных пород (дуб, вяз и др.) может быть значительно вы­ше, чем у хвойных, достигая 70-80 %, а иногда и более.

По высоте ствола влажность заболони в хвойных породах увеличи­вается в направлении от комля к вершине, а влажность ядра остается прак­тически без изменения. В стволах ядровых лиственных пород (дуб, ясень, вяз) влажность ядра вверх по стволу слегка понижается, а влажность забо­лони почти не изменяется, у лиственных безъядровых пород (осина, липа) влажность увеличивается от комля к вершине. Кроме сезонных изменений влажность древесины в стволах расту­щих деревьев подвержена и суточным колебаниям. Различают две формы воды, содержащейся в древесине, -свя­занную (или гигроскопическую) и свободную. Связанная (адсорб­ционная и микрокапиллярная) вода находится в клеточных стенках, а сво­бодная содержится в полостях клеток и в межклеточных пространствах. Свободная вода, удерживаемая силами капиллярного взаимодействия, уда­ляется значительно легче и оказывает меньшее влияние на свойства древе­сины. Предел насыщения клеточных стенок W_ai< - это мак­симальная влажность клеточных стенок, достигаемая при увлажнении дре­весины в воде. Однако этот показатель можно определить, %, по формуле

где р₆ и р₀ - соответственно базисная плотность древесины и плотность абс. сух. древесины, г/см³; р_в - плотность связанной воды, г/см³. С увеличением плотности древесины уменьшается площадь поверхности клеточных стенок, в углублениях которых удерживается мик­рокапиллярная вода. Это приводит к уменьшению количества связанной воды. Предел гигроскопичности W_nT — это максимальная влаж­ность клеточных стенок, достигаемая при сорбции паров воды из воздуха; характеризуется отсутствием воды в полостях клеток и равновесием влаж­ности клеточных стенок с воздухом, приближающимся к насыщенному со­стоянию. Степени влажностного состояния древесины

Высыхание древесины. Влажность древесины, находящейся на от­крытом воздухе или в помещении, постепенно уменьшается. При этом происходят одновременно два процесса: испарение воды в окружающую среду и перемещение воды изнутри к поверхности. Распределение влажности по толщине, ширине или длине сортимента характеризуется градиен­том влажности. Влагопроводность определяет способность древесины про­водить связанную воду. По макрокапиллярам влага перемещается в виде пара, а по микро­капиллярам - преимущественно в виде жидкости. Когда в древесине присутствуют не толь­ко связанная, но и свободная вода, градиент влажности не определяет скорости передвижения воды. Если древе­сина содержит свободную воду по всему объему сортимента, в этом случае передвижение свободной воды будет определяться водопроводностью. Возникает разность капиллярных давлений и свободная вода, по мере ее испарения, подсасывается к по­верхности.У тонких сортиментов (шпон, тарная дощечка и др.) подвод во­ды изнутри к поверхности происходит без особых затруднений, и влаж­ность на поверхности в начальный период поддерживается на постоянном уровне, близком к пределу насыщения клеточных стенок. В этот период процесса скорость сушки (уменьшение влажности в единицу времени) по­стоянна.

№18