Экспертный разбор: пороки древесины и их влияние на долговечность деревянных изделий

Любое дерево можно смело назвать живым организмом, который растет и развивается на протяжении всей своей жизни. Вплоть до момента, когда его срубят или спилят. Этим натуральная древесина разительно отличается от всех синтетических материалов. Структура растения постоянно претерпевает изменения, вызванные внешними и внутренними факторами. Иногда эти изменения приводят к образованию пороков древесины. Какими бывают дефекты и насколько они влияют на пригодность пиломатериала для работы? Давайте обсудим.

Общая информация о пороках и дефектах древесины

Под пороками подразумевают такие дефекты и деформации, которые ухудшают эксплуатационные характеристики древесных заготовок. Они могут распространяться по всему стволу дерева или расположиться в ограниченной зоне. Наличие порока и его тип оказывают влияние на методы и приемы обработки каждого конкретного растения.

Существует документ, который регламентирует известные дефекты, – это ГОСТ 2140-81. Он выделяет несколько крупных групп, в каждой из которых есть свои разновидности. Из этого обзора мы узнаем, например, что такое закомелистость и крень, свилеватость и прорость. Рассмотрим каждый из них подробно, чтобы случайно не пострадать от недобросовестных продавцов.

Сучки

Это самый распространенный вид древесных пороков. Сучки дерева – это участки, где ветки берут свое начало. Они делятся на несколько категорий:

• По форме: круглые, овальные, продолговатые.
• По мере срастания с окружающими их древесными волокнами: несросшиеся, частично-сросшиеся и сросшиеся сучки.
• По зоне расположения: пластевые, торцевые, кромочные, ребровые и сшивные.

Слева-направо: здоровый круглый сучок (сросшийся), овальный сросшийся с трещинами, овальный несросшийся

Также есть сучки открытые (они заметны на поверхности заготовки) и заросшие (скрыты древесной тканью, их наличие можно определить по изменению рисунка годовых колец). Степень целостности сучка тоже может быть разной: здоровый, загнивший (поражен гнилью на одну треть поверхности), табачный (при нажатии рассыпается в труху).

Из-за обилия сучков древесина теряет свою однородность. Обработка пиломатериала инструментами в области здорового сучка сильно затруднена.

Схема образования сучков: 1 — первичные; 2 — вторичные

Знаете ли вы? Помимо упомянутой проблемы с обработкой, здоровые сучки не оказывают больше никакого негативного влияния. Где они играют большую роль, так это в определении сортности готовых пиломатериалов. Единственный из всех существующих – сорт «Экстра» – абсолютно лишен сучков. Во всех остальных сортах продукции этот порок встречается, только в разных количествах, в соответствии с регламентом.

Трещины

Растрескивание древесины может произойти на любом этапе: как во время роста дерева, так и в процессе обработки ствола. Причина возникновения трещин – напряжение в волокнах, которое превышает предел прочности. Эти дефекты имеют несколько подвидов. Они различаются по происхождению и размерам.

Метиковые трещины

Метиковая трещина в кряже и готовом пиломатериале (с выходом на пласть, кромку и торец)

Как правило, это длинные трещины (10 и более метров в длину), которые проходят через сердцевину ствола и редко доходят до коры. Их бывает непросто определить снаружи, однако в результате усыхания бревна они могут проявиться на поверхности. Происхождение метиковых трещин естественное – по мере роста дерева. Или же они возникают при валке леса от мощного удара ствола о землю.

Отлупные трещины

Отлупные трещины (по-другому – отлуп) локализуются в сердцевине ствола. С большей вероятностью образуется в комлевой части дерева. Представляет собой незаполненную смолой трещину, идущую по годовому слою вдоль ядра. Отлуп можно увидеть на спиле – это будет трещина в виде дуги или кольца. После распила бревна на доски он будет выглядеть как продольная трещина.

Отлуп в кряже и пиломатериалах (с выходом на пласть, кромку и торец)

Морозная трещина

В самом названии заключается причина образования такой трещины – резкое понижение температуры окружающего воздуха, а также вызванное этим расширение внутренней влаги. Растрескивание образуется на коре дерева, проникает в его внутренние слои и тянется по всей высоте растения.

Морозная трещина (морозобоина) — в кряже и брусе

Другое название порока – морозобоина. По внешнему виду к ней близка громобоина – это шрам от попадания в дерево молнии. Часто по краям таких повреждений наблюдается сильно разросшаяся кора.

Трещины усушки

Трещины усушки: в бревне и пиломатериалах (пластевые, кромочные, торцевые)

Такая деформация появляется из-за роста внутренних напряжений в волокнах древесины во время нахождения в сушильной камере. Они образуются снаружи и затем простираются к центру ствола. В отличие от метиковых и морозных трещин, дефекты рассыхания не настолько глубоки и широки. На готовом пиломатериале они могут располагаться на пласти, торцах или кромке.

Знаете ли вы? Трещины любого происхождения – это один из основных факторов, которые снижают прочность заготовок и их возможность выдерживать весовые нагрузки. Кроме того, из-за трещин внутрь древесины попадает влага, а вместе с ней – патогенные микроорганизмы. Поэтому пиломатериалы для строительства имеют строгие ограничения по наличию этого дефекта.

Видео «Пороки древесины»

Дефекты формы ствола

Возникающие за время жизни дерева пороки формы ствола зачастую зависят от условий произрастания. Их наличие приводит к увеличению количества отходов при распиле леса.

Сбежистость

Постепенное уменьшение размеров ствола от корней к вершине называется «сбег». Но бывают случаи, когда эта разница составляет больше 10 миллиметров на 1 метр длины. Такое явление и получило название «сбежистость». Чаще всего встречается в лиственных породах. По причине сбежистости в досках или брусе образуется радиальный наклон волокон, что считается дефектом.

Любопытно знать! Основная причина возникновения сбежистости у дерева – это условия его обитания. Например, если это одиноко стоящее или растущее на склоне растение, оно больше подвержено ветрам, которые «проверяют его на прочность». В таком случае для повышения устойчивости рост верхушки дерева замедляется, а вот прикорневая зона «набирает жирок». Для растений, взятых из гущи леса, такая черта не характерна.

Закомелистость

Округлая и ребристая закомелистость

Такие пороки формы ствола, как закомелистость, образуются вблизи корня (эта зона также называется комлевой). Ее определяют исходя из разницы в диаметрах комлевой части и ствола на расстоянии 1 метра от зоны расширения. Если нижняя часть более чем в 1,2 раза превосходит верхнюю, это и есть закомелистость. Различают этот порок по форме:

• округлая (правильная);
• ребристая (неправильная).

Овальность

В этом случае ствол дерева принимает форму эллипса (овала), а не круга. Размер меньшего диаметра в 1,5 раза меньше, чем размер большего диаметра. Определить их можно по торцевому спилу. Овальность нередко провоцирует и другие внутренние дефекты.

Наросты

Под наростами подразумевают пороки формы ствола в виде утолщений на небольшом участке. Иногда наросты возникают не только на стволе, но и на крупных ветках. Такое сырье не применяют в стандартной деревообработке. Однако эти «изъяны» ценятся при изготовлении декоративных элементов или поделок. Под слоем масляной пропитки натуральный орнамент нароста смотрится очень эффектно. Некоторые предприятия используют такой материал для производства шпона.

Кривизна

Кривизна ствола: простая и сложная

Этим термином называют искривление ствола дерева. Кривизна возникает по нескольким причинам:

• потеря верхушечного побега – дерево продолжает свой рост от боковой ветви;
• природный наклон ствола в направлении источника света;
• произрастание на склоне.

Один изгиб – это простая кривизна, если их несколько – это сложная кривизна.

Интересный факт! Кривизну практически невозможно встретить у ели, пихты, дуба или тополя.

Пороки строения древесины

Нарушения в строении древесины могут возникнуть в процессе роста (например, крень) или же быть спровоцированы действием микроорганизмов. Рассмотрим несколько распространенных групп.

Наклон волокон (косослой)

Косослой возникает в результате того, что направление роста волокон древесины не совпадает с направлением продольной оси ствола. Бывает двух типов: тангенциальный и радиальный.

• Тангенциальный косослой также называют природным. Волокна имеют винтовое расположение.
• Радиальный косослой (искусственный) легко обнаружить на поверхности доски или бруса. Он появляется как следствие распила кривых бревен.

Наклон волокон (косослой): тангенциальный  (природный)  в сосновом бревне, радиальный (искусственный) в доске и природный

Из-за наклона волокон прочность пиломатериала снижается, возрастает риск покоробленности досок, требуется больше времени на усушку заготовки в продольном направлении.

Свилеватость

Свилеватость древесины – это нестандартное расположение волокон. В большей степени присуща лиственным породам. Как правило, свилеватость занимает ограниченный участок, но может распространиться по всей длине ствола (это характерно для карельской березы). Выделяют две разновидности:

• волнистая свилеватость – рисунок волокон имеет форму волн;
• путанная свилеватость – расположение волокон хаотичное, на срезе можно обнаружить своего рода «червоточины».

Волнистая свилеватость у ясеня (слева) и путанная свилеватость у березы (справа)

Путанная свилеватость – это отличительная черта каповых наростов. Хотя такая древесина с трудом поддается обработке, ее уникальная текстура очень высоко ценится.

Крень

Крень выражается в кажущемся утолщении поздней древесины. Проявляется потемнением годичных колец. Нередко встречается в хвойных породах, а также характерна для деревьев, которые растут на склонах.

Крень имеет два типа:

• местная – ее причиной становится непродолжительное воздействие на ствол;
• сплошная – это результат длительного приложения изгибающих усилий.

Крень: местная (1) и сплошная (2)

На поперечном срезе крень можно определить по смещению сердцевины в одну из сторон. Этот порок снижает гигроскопичность дерева, поэтому его непросто обрабатывать защитными пропитками. К тому же он провоцирует коробление бруса и досок, изготовленных из такого бревна.

Ложное ядро

По внешнему виду эта потемневшая зона древесины напоминает ядровую часть. Но на самом деле это не ядро. При тщательном осмотре можно обнаружить, что его края не совпадают с рисунком годичных колец. Ложное ядро принимает разные формы – круглое, лопастное или в виде звездочки.

Внутренняя заболонь

Так называют прослойку светлого оттенка, располагающуюся в темном ядре. Присуща в большей степени лиственным породам, особенно дубу и ясеню. Возникает в результате сбоя работы камбия в зимний период. Такие пороки строения древесины, как внутренняя заболонь, хотя и имеют оригинальный внешний вид, все же снижают эксплуатационные характеристики пиломатериалов. Из-за этого теряется прочность ядровой части и повышается ее уязвимость перед влагой. По сути, ядро приобретает свойства заболонной части.

1. Внутренняя заболонь; 2. Ложное округлое ядро; 3. Ложное лопастное ядро

Сухобокость

Сухобочины как дефекты древесины возникают чаще всего по причине механического воздействия. Это может быть:

• удар;
• обдир коры;
• пожар.

Как следствие, определенный участок коры и камбия отмирает. Если повреждено дерево хвойных пород, в этой зоне обильно выступает смола. Часто древесина в месте сухобочины поражена насекомыми.

Прорость

Под проростью подразумевают рану на поверхности ствола. Она может быть открытой (если дерево в этом месте не срослось полностью) или закрытой (если повреждение заросло окончательно). Из-за этого дефекта нарушается целостность годичных колец, а вместе с этим ухудшаются свойства пиломатериала.

Прорость: открытая (слева) и закрытая (справа)

Засмолок

Засмолки – частые «спутники» хвойных деревьев, особенно сосны. Это небольшие зоны ствола с обилием смолы на них. Причина их образования – механические повреждения дерева. Засмолки меньше подвержены поражению насекомыми, они практически не впитывают влагу, отличаются темным цветом. Тем не менее отнести их к «достоинствам» не получится – в процессе обработки инструментом засмоленные участки доставляют немало хлопот.

Смоляные кармашки

Так называются небольшие полости, заполненные смолой или камедью. Располагаются между годичных колец. Они могут возникнуть из-за того, что дерево сильно разогрелось под воздействием солнечных лучей в морозный период. Кармашки, содержащие смолу, затрудняют распиловку, склейку и обработку древесины. Если доска со смоляным кармашком расположена, к примеру, на солнечной стороне фасада, возникает риск смолотечения.

Засмолок на торце и пласти доски (слева) и смоляной кармашек на торце бревна (справа)

Поражения грибами

Такие пороки древесины могут иметь либо первичное, либо вторичное происхождение. Что это означает? Первичное – пиловочник приобрел дефекты еще на стадии роста; вторичное – грибки и их споры попали на пиломатериалы в процессе транспортировки или неправильного хранения. Грибы также подчинены классификации: деревоокрашивающие и дереворазрушающие. Как следует из их названий, первые причиняют стволу незначительный вред, вторые могут стать причиной полного разрушения древесины.

Ядровые пятна

Грибные ядровые пятна и полосы сосны (1) и березы (2)

Так называют зоны с изменением цвета в ядровой части. Это результат деятельности деревоокрашивающих грибов. После спиливания дерева развитие этого дефекта прекращается.

Знаете ли вы? Хотя ядровые пятна не влияют на прочность пиломатериала, они могут стать участком обильного поглощения влаги. В результате появятся все условия для образования дереворазрушающих грибов, а это гораздо более серьезная проблема.

Ядровая гниль

Это поражение ядровой части ствола вызывают дереворазрушающие грибы. Различают несколько типов.

• Пестрая ситовая гниль. О ней свидетельствует обилие мелких продольных пятнышек светлого оттенка. Целостность древесины сохраняется длительное время, но итогом такого дефекта становится склонность к расщеплению.
• Бурая трещиноватая гниль. Имеет бурый окрас и структуру с трещинами. Пораженное дерево распадается на мелкие прямоугольные кусочки, которые легко ломаются и крошатся.
• Белая волокнистая гниль. Ее «рисунок» напоминает мраморный узор. Часто такая древесина находит свое применение в декоративной сфере.

Ядровые гнили: 1. пестрая ситовая; 2. бурая трещиноватая; 3. белая волокнистая

Заболонные окраски

Поселившиеся в заболонной части деревоокрашивающие грибы вызывают изменения ее цвета. Оттенки могут быть совершенно разными: от синих и зеленых до фиолетовых, коричневых и даже оранжевых цветов. Больше всего этому пороку подвержены свежеспиленные деревья, в особенности если они находятся в контакте с водой. Чтобы защитить материал от появления дереворазрушающих грибов, рекомендуется обработка антисептиком.

Заболонная гниль

Этот дефект покрывает всю площадь заболони. Неудивительно, что пораженная древесина непригодна для использования, она очень быстро разрушается.

Наружная трухлявая гниль

Спил кряжа, пораженного наружной трухлявой гнилью (слева). Сквозное дупло — результат поражения ядровой гнилью

Может возникнуть в результате длительного хранения заготовок в ненадлежащих условиях. Ее «возбудители» – сильные дереворазрушающие грибы. Обнаружить процесс можно по изменению оттенка древесины – она приобретает вначале светло-коричневый, а затем темно-бурый окрас. Это начальная стадия. Далее постепенно развивается целая система трещин, пиломатериал распадается на мелкие кусочки. Большая опасность такого поражения в том, что больное дерево становится угрозой для хранящихся рядом здоровых.

Важно знать! Оптимальными условиями для развития грибковых поражений являются температура от +15 до +25 градусов по Цельсию и влажность древесины в пределах 30-60%.

Биологические повреждения (червоточины)

Поражение червоточинами – это порок древесины, который не обходит стороной ни растущие деревья, ни спиленные заготовки. По своему виду червоточины – это отверстия, которые остались в результате жизнедеятельности личинок насекомых. Пиломатериалы с таким изъяном не подходят для производства мебели, напольного покрытия, несущих конструкций или чердачного перекрытия.

В зависимости от размера червоточины делятся на:

• поверхностные (глубиной до 3 мм);
• неглубокие (до 15 мм для бревен и до 5 мм для досок);
• глубокие (свыше 15 мм).

Знаете ли вы? Есть еще одна разновидность – трухлявая червоточина. Внешне дерево может выглядеть как умеренно пораженное, но внутри него настолько много ходов, что по сути оно представляет из себя труху, или древесную муку.

Как правило, поселившиеся во влажной древесине насекомые не появляются в ней снова после тщательной просушки. К тому же существует достаточно надежный способ профилактики биопоражения – это применение эффективных антисептиков. Деревянные изделия обрабатываются еще до начала использования (например, в строительстве) и это защищает пиломатериалы от повреждения. Также важно знать, что слой антисептической пропитки рекомендуется обновлять раз в несколько лет.

Покоробленности

Виды коробления: 1 — поперечное; 2  — продольное по пласти; 3 — продольное по кромке; 4 — крыловатость

Коробление древесины – это изменения геометрической формы пиломатериалов, в частности, касается досок и бруса. Возникает покоробленность чаще всего в процессе сушки и хранения. Причины – внутренние напряжения в древесине, неравномерный выход влаги или наклон волокон. Также коробление может быть связано с иными дефектами: сучки, косослой, крень. Из-за высокой степени покоробленности заготовка может стать совершенно непригодной для использования.

Знаете ли вы? Чтобы минимизировать риск коробления, доски проходят сушку сжатыми, в соответствии с особым режимом. Его главная задача – снизить напряжение в волокнах изделия. Оставшееся после сушки напряжение понижают методом влаго- и теплообработки.

Замер коробления

В зависимости от типа коробления есть несколько способов его замера.

• Продольное. Вычисляется как отношение самой длинной стрелы прогиба к длине коробления. Выражается в процентах.
• Поперечное. Отражает соотношение максимальной стрелы прогиба и ширины доски или бруса. Также выражается в процентах.
• Крыловатость. Измеряется в зоне максимального отклонения поверхности заготовки от необходимой плоскости.

Типы коробления

Основные разновидности коробления:

• Продольное по пласти – доска изгибается в направлении широкой плоскости. Может возникать простое коробление (1 изгиб на изделие) или сложное коробление (более 1 изгиба).
• Продольное по кромке – пиломатериал загибается в сторону кромки.
• Поперечное – материал меняет свою форму в поперечном сечении.
• Крыловатость – еще называется «винтовое коробление». Представляет собой коробление изделия по спирали.

Механические недостатки и инородные включения

Механические повреждения вызваны посторонним воздействием на растение или заготовку. Поговорим о самых распространенных из них.

• Обдир коры. Часто он становится результатом деятельности животных или грызунов. Может возникнуть также из-за ожога или повреждения при падении соседнего дерева. Эта зона особо уязвима к грибковым поражениям и образованию трещин.
• Заруб. Остается на дереве от удара топором. Похожий на него запил образуется от воздействия пилой.
• Скол. Представляет собой отслоение участка древесины рядом с торцом пиломатериала.
• Облом. Причина его появления – разлом ствола дерева.

Под инородными включениями подразумевают присутствие в стволе посторонних веществ и предметов: стекла, камней, песка или гвоздей. Стоит отметить, что эти включения встречаются не так уж часто. Наиболее распространено среди всего перечисленного наличие гвоздей. Нередко это влечет за собой неприятные последствия. Например, длительное пребывание гвоздя в древесине провоцирует изменение окраски вокруг него. Поэтому такой участок дерева, скорее всего, придется просто вырезать.

А еще инородные включения – это своего рода неожиданная угроза для дорогостоящего режущего инструмента. В особенности это так, когда чужеродный предмет не заметен на поверхности. Ручные пилы и оборудованные пилорамы могут серьезно пострадать от контакта с камнем или металлом.

Дефекты переработки древесины

Немало ошибок допускает и сам человек, причем на разных этапах обработки заготовок. Какие изъяны появляются в результате таких ошибок?

Дефекты распиловки

Вот какие недостатки встречаются при неправильной распиловке:

• обзол – участки древесины, на которых осталась кора;
• волнистость – дугообразная форма заготовки с впадинами и возвышениями;
• ворсистость – остатки волокон на поверхности, результат работы тупым инструментом;
• риски – глубокие раны в древесине, оставленные неточно настроенной пилой.

Другие дефекты обработки

• Скос пропила. Нарушена перпендикулярность торца и продольной оси.
• Рваный торец. Пучки волокон остаются на торце после обработки.
• Козырек (заусенец). Кусочек древесины, оставшийся после неполного пропила.

Помимо тех изъянов, которые регламентирует ГОСТ 2140-81, есть еще и другие неприятные моменты. Они встречаются не так часто, но могут стать серьезной проблемой для деревообрабатывающего предприятия. Например, в этой связи можно упомянуть деревья с дуплом, или же экземпляры, обвитые растениями-паразитами.

Как видно, пороков и дефектов древесины существует немало. Каждая из этих особенностей влечет свои последствия. На некоторые из дефектов можно, образно говоря, закрыть глаза и продолжать работу с деревом. Какие-то из них приводят к серьезным разрушениям материала, поэтому использовать его для работ нецелесообразно. Однако, зная об уязвимых местах пиломатериалов, можно найти наилучшее применение для каждого из них.

Фото с сайта woodschool.com.ua