Что такое древесина? Перевод статьи Эрика Мейера от Лесопилки Юркова

Немного теории о древесине

Общеизвестно, что древесина появляется из деревьев. Что может быть не столь очевидным, так это структура самой древесины и отдельных компонентов, из которых она состоит. В отличие от однородного куска пенопласта, фанеры или другого искусственного материала, дерево является органическим материалом и обладает многими отличительными характеристиками, которые будет полезно изучить.

Лиственные и хвойные породы

Непосредственное и важное различие, которое может быть сделано между типами деревьев (и древесины), - это разделение на лиственные и хвойные породы. Это несколько неверно, так как на самом деле это просто разделение на покрытосеменные растения (цветущие растения, такие как клен, дуб или палисандр) и голосеменные (деревья с шишками, такие как сосна, ель или пихта).

Лиственные породы (покрытосеменные) имеют широкую листву и обычно листопадные, то есть они теряют свои листья осенью. (Тем не менее, существует много тропических вечнозеленых лиственных пород – они сохраняют свои листья круглый год). Кроме того, лиственные деревья имеют тенденцию к образованию разветвленного или многовершинного ствола "дендритной формы".

Хвойные (голосеменные) деревья, как правило, имеют игольчатую или чешуйчатую листву, хотя в некоторых редких случаях у них могут быть довольно широкие плоские листья, например у агатиса (Agathis australis). Большинство хвойных деревьев являются вечнозелеными, однако некоторые хвойные деревья, такие как лиственница или кипарис, теряют хвою осенью.

Хвойные деревья, как правило, имеют один главный прямой ствол с более мелкими боковыми ветвями - эта конусообразная форма роста помогает им в умеренном климате сбрасывать зимой снег с ветвей. Опять же, есть несколько хвойных, которые являются исключением из этой формы роста, таких как ливанский кедр (Cedrus libani).

Путаница в классификации возникает из-за того, что древесина покрытосеменных не всегда тверда (яркий пример - бальса), в то время как древесина голосоменных не всегда является мягкой (пример - тис, лиственница). Однако, лиственные породы, как правило, тверже, чем хвойные, и разделение древесины на лиственную и хвойную имеет право на существование.

Рост деревьев

Для начала давайте предположим, что у нас есть крошечный маленький саженец, который только начинает свой путь, чтобы стать большим деревом. Помимо главного корня, основного стебля, а также листьев и зачатков ветвей, на концах стебля и корня есть точки роста, называемые апикальными меристемами. Эти точки роста отвечают за вертикальный рост растения.

Кроме того, между корой и внутренней древесиной находится тонкий слой или оболочка, называемая сосудистым камбием. Этот волшебный слой отвечает за практически весь горизонтальный рост дерева. Камбий состоит из репродуктивных клеток, которые путем деления образуют новую кору снаружи и древесину внутри.

Именно сезонная ростовая активность камбия является причиной образования годичных колец в древесине: в умеренных зонах камбий наиболее активен весной (эту древесину иногда называют весенней или ранней), его активность замедляется летом (образуется летняя или поздняя древесина) и полностью прекращается зимой. Эти различия в вегетационных циклах от года к году образуют годичные кольца, которые являются достаточно точным показателем возраста дерева.

В тропических зонах, где температура и сезонные колебания минимальны, в древесине могут отсутствовать заметные кольца, или они могут соответствовать различным сезонам дождей, таким образом, более правильно будет называть их ростовыми, а не годичными кольцами.

Заболонь и Сердцевина

По мере того как камбий образует новые клетки древесины, они развиваются в различные типы тканей для выполнения всевозможных функций, таких как запасание питательных веществ, проводящая функция, опорная функция и т. д. Когда дерево молодое, определенные клетки в древесине живы и способны проводить или хранить питательные вещества, такая древесина называется заболонью.

Через несколько лет (число может сильно различаться у разных видов деревьев), дереву больше не нужен весь ствол для проведения питательных веществ, и начиная с центральной части ствола, клетки начинают отмирать. Эта мертвая древесина, которая образуется в центре ствола, называется сердцевиной.

В сердцевинной части накапливаются определенные вещества и примеси, обычно называемые экстрактивными веществами. В частности, эти экстрактивные вещества отвечают за придание сердцевине характерного цвета: черного, красного, коричневого и любых других.

Но экстрактивные вещества сердцевины несут ответственность не только за цвет, они увеличивают (в различной степени) устойчивость сердцевины к гнилям, а также придают ей дополнительную вязкость и твердость (заболонь практически не имеет сопротивления гнилям). С биологической точки зрения легко увидеть преимущества, которые сердцевина приносит в дерево, когда оно растет выше и шире - и, между прочим, многие из этих преимуществ также превращаются в преимущества для деревообрабатывающих предприятий.

Однако следует отметить, что область перехода от заболони к сердцевине, обычно называемая демаркацией заболони, может варьироваться от постепенной до очень резкой. Четкая демаркационная линия помогает предотвратить случайное включение заболони и сводит к минимуму риск последующего гниения или повреждения изделий из древесины.

Плоскости или поверхности дерева

При обсуждении обработанной древесины и пиломатериалов необходимо понимать, про какую поверхность древесины идет речь. Работая в рамках уже обсуждаемых колец роста и их ориентации в стволе дерева, в обработанной древесине встречаются три основные плоскости.

Первая плоскость древесины - это поперечный (или торцевой) срез (который, безусловно, является самой полезной плоскостью для идентификации древесины). На срезе видны полукруглые годичные кольца.

Второй основной плоскостью является радиальная. Годичные слои на срезе в виде прямых линий. Расположен перпендикулярно поперечной поверхности, протягивается от центра к коре.

Третья и последняя поверхность - тангенциальная. Годичные слои на срезе изогнутые. Протягивается вдоль годичного слоя.

Хотя поверхности радиального и поперечного распила названы в честь их первоначального метода распиливания, на практике эти термины обычно относятся только к углу годичных колец на заготовке из обработанного пиломатериала, причем что-то между 45 ° и 90 ° называют радиальным распилом, и что-нибудь между 0 ° и 45 °, как правило поперечное, независимо от того, как на самом деле было фрезеровано бревно.

Иногда существует промежуточный угол, обычно называемый рустикальным, который соответствует годичным кольцам, расположенным под углом от 30 ° до 60 ° (при среднем значении 45 °). Хотя это и называется рустикальным пиломатериалом, лесорубы редко специально распиливают бревно, чтобы получить такой угол; обычно название просто служит удобным термином для описания древесины, которая не является идеально радиальной.

Кроме того, термин «лицевая поверхность» обычно обозначает наиболее преобладающую / самую широкую плоскость древесины на любом участке пиломатериала и не относится к какому-либо конкретному разрезу. Наблюдая угол наклона годичных колец - как при взгляде на стопку досок, где видны только торцы, - можно сделать достаточно точный прогноз внешнего вида поверхности доски. Аналогично, во многих случаях, когда видна только лицевая сторона доски, можно представить, как будет выглядеть торец. Каждый срез имеет различные сильные и слабые стороны и используется в различных областях.

Радиальные доски очень однородны по внешнему виду и хороши для отделки полов. Они устойчивы к деформации при изменениях влажности, что очень полезно во многих случаях, например, при создании шпал и балок. Однако из-за дополнительной обработки и из-за более высокого коэффициента отходов, пиломатериалы с радиальным распилом, как правило, стоят дороже, чем с поперечным.

Большинство согласится с тем, что пиломатериалы с тангенциалным распилом выглядят более привлекательно за счет своих замысловатых узоров (некоторые кряжи специально нарезают таким образом, чтобы получить такой узор). Тангенциальные пиломатериалы получаются легче, чем радиальные и применяются чаще в декоративных целях.

Рустикальные пиломатериалы находятся где-то между этими двумя вышеупомянутыми видами. Они имеют однородный внешний вид, очень похожий на радиальные пиломатериалы, и почти такие же устойчивые. Еще об этом вы можете почитать здесь.

Сердцевинные лучи

Дискуссия о радиальном и поперечном распиле была бы неполной, если бы мы не упомянули самое значительное визуальное различие между ними: наличие (или отсутствие) сердцевинных лучей;

Точно так же, как радиальный срез, сердцевинные лучи исходят из ядра дерева к коре; по этой причине, хоть сердцевинные лучи технически всегда присутствуют в древесине, они становятся наиболее заметными и ярко выраженными на радиальном распиле.

Но даже при том, что практически в любой древесине есть сердцевинные лучи, только породы с широкими, заметными сердцевинными лучами произведут хорошее впечатление. Возможно, самые большие лучи встречаются у таких пород как Рупала (Roupala spp.) и Лайсвуд (Panopsis spp.).

Не экзотические породы, такие как дуб (Quercus spp.) и платан (Platanus spp.), также имеют заметные сердцевинные лучи; у других пород встречаются слабозаметные сгустки сердцевинных лучей на радиальном распиле, например у черёмухи поздней (Prunus serotina).

Следует отметить, что сердцевинные лучи не всегда встречают с энтузиазмом: та же самая особенность, которая может побудить одного купить радиальный дуб, может оттолкнуть другого. В некоторых случаях - например, для ламинирования полов твердой древесиной, где может быть желателен равномерный рисунок - сердцевинный луч может рассматриваться как нежелательный и отвлекающий дефект.