Древесина как лесоматериал или пиломатериал. Валка леса, формование и классификация бревен 1 глава

Валка леса: при валке леса цепной бензомоторной пилой делают клинообразный подпил под прямым углом к направлению падения дерева. Подпил дополнительно защищает ствол от разрыва при падении. Для того чтобы свалить дерево, производят основной пропил. Он должен находиться на противоположной стороне от подпила и располагаться на несколько сантиметров выше основания подпила, для того чтобы комель не разорвался (рис. 2.30).

Корневище, как правило, остается в земле. У ценных древесных пород, например ореха, вишни или дуба, корневище иногда выкапывается и перерабатывается в корневую свилеватую фанеру.

Формование (разделка на сортименты): срубленное дерево подвергают разделке и формованию. При этом удаляют ветви (в большинстве случаев цепной бензомоторной пилой) и отделяют верхнюю часть кроны, ствол остается. Со стволов хвойных деревьев часто снимают кору, чтобы предотвратить поражение древесины различными вредителями. Со стволов лиственных деревьев, как правило, кору не снимают, чтобы при быстром высушивании не происходило образование трещин.

Классификация:

после формования производится классификация. Сырьевая и стволовая древесина, а также кругляк сортируются по сортам сырьевой древесины, под которым и эта древесина в дальнейшем будет обрабатываться. При этом применяются Закон о торговых сортах сырьевого лесоматериала ( Н KIG), и Распоряжение о торговых сортах сырьевого лесоматериала (HKIV).

В отдельных федеральных землях существуют нормы, отклоняющиеся отданных определений или дополняющие эти правовые основы.

В лесном хозяйстве сортировка производится в большинстве случаев на основании этих двух предписаний — по породе дерева, толщине (толщина, диаметр), качеству, или добротности, и назначению (рис. 2.31).

Столяр перерабатывает прежде всего стволовую древесину. Она сортируется по средней толщине и по минимальному диаметру ствола в верхнем отрубе (Хейлброннский метод сортировки).

При сортировке по среднему диаметру стволы или части стволов измеряются на всей длине, на половине длины или десятой части и классифицируются по сортам по среднему диаметру без коры. Длина при этом не является признаком качества, но служит для определения объема бревна.

При сортировке по минимальному диаметру ствола в верхнем отрубе (Хейлброннский метод сортировки) стволы или части стволов измеряются на всей длине и в верхней, узкой части ствола и по минимальному диаметру без коры и длине классифицируются по сортам. Под диаметром ствола в верхнем отрубе понимают самый маленький диаметр в верхней части бревна. Этот способ сортировки применяется чаще всего для пихт, елей и лжетсуг. Здесь признаком качества является длина бревна.

Обозначение стволовой древесины по сортам А, С и D производится с помощью нанесения надписи или штампования текущего номера, длины в метрах, среднего диаметра в сантиметрах и букв Л, С и D. Стволовая древесина, не имеющая обозначений, относится к сорту В. Для продажи стволовая древесина предлагается кубометрами (ранее фестметр, кубический метр сплошной массы древесины). Измерение и расчет для стволовой древесины производится посредством определения объема (м³) для бревна с корой или без коры.

При измерении среднего диаметра сантиметровую ленту располагают в самом низу. Если измерение производится с корой, то предусматривается специальный вычет на толщин у коры. Для бревен диаметром до 19 см измерение среднего диаметра производится однократно мерной вилкой по окоренной кольцевой полосе (рис. 2.33), для бревен диаметром более 20 см измерение диаметра без коры проводится дважды во взаимно перпендикулярных направлениях. Если место измерения попадает на мутовку (группирование сучьев в поперечном сечении ствола дерева) или прочие неравномерные части бревна, то определение диаметра производится как среднее из измерений, равноудаленных вверх и вниз от исходной точки измерений.

При измерении длины сантиметровую ленту протягивают до самого низа. Бревна со средним диаметром 20 см и меньше могут быть измерены на всю длину сразу. Если на бревне имеется подпил, который возникает при валке дерева, то измерительная лента располагается на половине величины подпила (рис. 2.33).

Транспортировка сваленною и разделанного на сортименты леса должна производиться как можно скорее, особенно для древесины хвойных пород. С места валки они увозятся по лесной проезжей дороге. Потом производится переотправка на лесопильный завод с помощью грузового автотранспорта, железной дороги или по воде. Как правило, древесина не может быть сразу же распилена. Поэтому она высушивается или хранится в воде. Перед распиливанием древесину измеряют по длине и при необходимости окоряют. Длинные бревна разрезаются на две или три

части. Такие части называются: комлевое бревно, середина ствола и верхний огруб (рис. 2.32). Самой ценной древесиной является комлевое бревно.

При распиливании механик по деревообработке (ранее пильщик) должен обращать внимание на то, чтобы использовать древесину с максимальной выгодой.

2.5.2. Распиловка бревен

Для распиловки бревен применяются лесопильные инструменты и станки. К важнейш ими нструментам относятся пилорама, ленточная пила, дисковая (циркульная) и цепочная пила.

Цепная бензомоторная пила (рис. 2.34) используется для отрезания по размеру (поперек) и разделки стволовой древесины.

Дисковые пилы могут быть одно- дисковыми и многодисковыми. Многодисковые станки j трименякш 1реж- де всего для параллельного распиливания досок и бачок или для распиливания брусков за один рабочий ход.

Вертикальные ленточнопиль- ные пилы для бревен используют для распиливания ценных бревен (рис. 2.35). Кроме этого, такие пилы применяют для двоения. Под этим понимают разделение толстых досок на две более тонкие.

Вертикальные или горизонтальные пилорамы бывают следующих типов: вертикальная брусующая лесорама, горбыльная пилорама, много пильная лесопильная рама или распильный станок (рис. 2.36). В многопильной лесопильной раме могут быть установлены до 20 пильных полотен. Расстояние между отдельными пильными полотнами может быть одинаковым и различным.

2.5.3. Пиленый лесоматериал

БАЛКИ И БРУСЬЯ

При распиливании стволовой древесины на балки и брусья с помощью лесопильных станков различают разные виды распиловки (рис. 2.37). Вид распиловки влияет прежде всего на деформацию поперечного сечения при усадке (см. рис. 2.84).

ДОСКИ И БРУСКИ

Распиловка бревен на доски и бруски производится, как правило, на многопильных лесопильных рамах. В основном различают продольную распиловку (сквозную или враз вал), модельную распиловку, поперечнослоистую и полурадиальную распиловку (рис. 2.38).

При продольной распиловке бревно распиливается за один проход пилорамы. Получаемые при этом доски являются необрезтыми. Если они должны быть обрезаны, то обрезку можно производить параллельно или конически (рис. 2.39). При конической обрезке пиломатериала распил и обрезанный край проходят вдоль горбыля. При параллельной обрезке они проходят параллельно друг другу, доски и бруски при этом имеют одинаковую толщину по всей длине.

Обычные доски и бруски имеют правую и левую стороны (рис, 2.39). Правую и левую стороны можно распознать на торце по положению годичных колец, Левая сторона, также называемая заболонной стороной, является стороной, обращенной наружу от ядра (сердцевины или центра); правая сторона обращена к ядру. Различие между правой и левой сторонами играет существенную роль в деревообработке, например, при соединении досок склеиванием, при ручном строгании и учете формы деформации.

Столяры часто придают значение тому, в каком направлении — продольном или поперечном — расположены годичные кольца. Древесина с поперечным расположением годичных колец функционирует лучше, чем с продольным. Для получения поперечно-слоистой древесины применяют особые типы распиловки — радиальную и поперечно-слоистую распиловку. Для такой распиловки необходимы два и более прохода на лесопильном станке. Каждый дополнительный проход при этом ведет к удорожанию пиломатериала и дополнительным потерям на пропил.

Доски и бруски подразделяются: согласно части 1 DIN 4071, на неструганные доски и бруски из хвойной древесины метрического размерного ряда, согласно DIN 68372 на неструганный пиломатериал из лиственной древесины и, согласно части 1 DIN 4073, на струганные доски и бруски из хвойной древесины метрического размерного ряда (табл 2.4, 2.5, 2.6).

Наряду со стандартными толщинами в торговле древесиной используются и другие размеры, как, например, 23, 38 и 48 мм, в Северной Германии также 22 мм.

Обоз! 1ачен ие доски 22 мм толщиной, 120 мм ш ириной и 3000 м м дл и ной из ели (FI): Доска DIN 4071 - 22 х 120 х 3000 FI

Обозначение сорта следует за обозначением породы дерева: Доска DIN 4071 - 22 х 120 х 3000 FI II

Струганные доски с одной стороны обработаны гладко, с обратной стороны обработаны (на строгальном станке) до одинаковой толщины. Поверхности кромок не обработаны или профилированы. Обработанные гладко с обеих сторон доски могут иметь толщину на 1 мм меньше номинального размера. В таком случае номинальную толщину нужно согласовывать особенно внимательно.

Нормированные размеры досок и брусков указывают на содержание влаги от 14 до 20% относительно веса в абсолютно сухом состоянии. Для размерных товаров влажность может составлять 30% и более. Размерные товары - это пиломатериалы, которые распилены по заказу по иным размерам, нежели принято в торговле. Размеры пиломатериала указываются для воздушно-сухой древесины. Принятый в торговле термин «воздушно-сухой» обозначает, что содержание влаги составляет менее 20%. Механик по деревообработке (ранее пильщик) по этой причине должен распиливать свежую древесину с учетом поправок на толщину и ширину, на которые древесина усохнет. До того как древесина будет отправлена, она должна быть достаточно высушенной для того, чтобы не покрыться пятнами при транспортировке. Это достигается при уровне содержания влаги примерно 30%. По общепринятым правилам торговли пиломатериалы должны быть доставлены потребителю высушенными до такого состояния, чтобы их можно было складировать в складских помещениях без поддонов друг на друг а и без повреждения.

ИЗМЕРЕНИЯ И РАСЧЕТЫ ДЛЯ ПИЛОМАТЕРИАЛА

В DIN 68250 и DIN 68371 четко регламентировано, как и в каких местах производится измерение длины, толщины и ширины обрезанных и необрезанных брусков и досок из неструганной древесины хвойных и лиственных пород, а также установлен порядок расчета площади и объема.

Длина (I) пиломатериала измеряется как кратчайшее расстояние между двумя противоположными торцами (рис. 2.40).

Ширина (Ь) измеряется доя параллельно обрезанного пиломатериала в любом месте без учета горбыля, минимальное расстояние от торца составляет 150 мм (рис. 2.40).Ширина обрезанного непараллельно пиломатериала (например, при конической обрезке) измеряется на середине длины (Ь_т). Измерение производится на стороне, которая не имеет горбыля (рис. 2,40).

Ширина необрезанного пиломатериала измеряется на середине длины (Ь_т). Для досок измерение проводят на узкой (левой) сторонс, для толстых досок и брусков ширина определяется как среднее арифметическое (Ь_т) результатов измерения ширины по двум сторонам (рис. 2.41).

Толщина (d) пиломатериала измеряется в любом местс, минимальное расстоянис от торца составляет 150 мм.

Площадь (А) рассчитывается по измерениям и[ирины и толщины и задается в квадратных метрах (м²).

Объем пиломатериала (V) рассчитывается по измерениям длины, ширины и толщины и задается в кубичсских метрах (м³).

СОРТ ПИЛОМАТЕРИАЛА При распиловке длинномерного леса пиломатериалы для торговли подразделяются, с одной стороны, по породе древесины (сортимент) и габаритам (размерам), с другой стороны — по сортам.

Отдельные сорта обозначаются цифрами I, II, III и IV, при этом самое меньшее число указывает наилучший сорт. При определении сорта древесины учитывают размеры подлине и ширине, а также положение древесины в стволе (комлевое бревно, бревно из середины ствола или верхнего отруба). Кроме этого, учитывают имеющиеся пороки роста древесины, такие, каксучки, кривизна, косослойность или крень. Дефекты, которые возникают после валки дерева при неправильной обработке, например трещины из-за усушки, окрашивание или поражение насекомыми, также влияют на определение сорта древесины.

При определении признаков сорта необходимо обращать внимание на то, что древесина является природным материалом, у которого свойства и признаки могут иметь достаточно широкие пределы.

2.5.4. Полуфабрикаты

Полуфабрикаты из древесины — это изделия или промежуточная продукция, которая уже подверглась одному или нескольким производственным процессам для выполнения определенного назначения. Полуфабрикаты, как правило, поставляются для других деревообратыва- ющих предприятий, например столярных, для изготовления конечных изделий. К полуфабрикатам относятся, например, такие строительные элементы, как двери и дверные наличники, окна, паркет, лестницы, профилированные доски, выточенные детали, мебельные ножки, сиденья и детали выдвижных ящиков, стержни и планки (рис. 2.42). Многие из таких полуфабрикатов стандартизованы.

2.5.5. Признаки качества пиломатериалов

Пиломатериалы сортируются по определенным признакам. Главным признаком качества, наряду с размерами, является структура древесины. В этой связи пороки древесины образуют важнейшие параметры качества для определения сорта пиломатериала. Сортировка производится в основном по виду, количеству и размеру допустимых пороков древесины.

В DIN 68256 регламентированы параметры сортировки для древесины лиственных и хвойных пород. Различают следующие пороки древесины: сучки и трещины, пороки структуры, грибковое поражение и задыхание, поражение насекомыми, плесенью, изменение формы, вросшая кора. Поверхность также оценивается по определенным признакам.

СУЧКИ

Ветви являются жизненно необходимыми для дерева. Сучки представляют собой части ветвей, заключенные в древесине ствола и обросшие новыми годичными кольцами. В пиломатериалах в зависимости от своего размера, количества, расположения и структуры они уменьшают прочность древесины и ее устойчивость против грибов. Кроме этого, сучки усложняют обработку и отрицательно сказываются на внешнем виде мебели или строительной конструкции (рис. 2.43). Иногда все же хорошо заросшие сучки имеют интересные очертания, как, например, сучки европейского кедра.

Большие сучья могут значительно снижать практическую ценность несущих и точных строительных конструкций, например строевого леса, окон и дверей, прочность на изгиб и на разрыв также снижается. Сучки вызывают искривление конструкционной древесины, например обвязки двери. Сгибаемые детали ломаются в месте расположения сучка, и сучки проявляются окрашиванием и образованием трещин в лаковом покрытии.

ТРЕЩИНЫ

Трещины в древесине (рис. 2.44) располагаются в различных направлениях и имеют разные размеры. Они уменьшают прочность древесины. Причиной образования трещин являются напряжения в древесине. Они появляются в растущем дереве, при рубке или транспортировке, при сушке и, наконец, при нагрузке древесины.

ПОРОКИ СТРОЕНИЯ ДРЕВЕСИНЫ

Сердцевинная трубка или сердцевина: сердцевинная трубка располагается в центре ствола внутри первого годичного кольца и отличается по цвету и структуре от окружающей ее древесины. Она видна в сердцовых досках. Зона сердцевины иногда имеет так много трещин, что се приходится выпиливать из досок.

Наклон волокон: при наклоне волокон говорят о не параллельности волокон продольной оси сортимента. Наклон волокон отрицательно сказывается на строительных конструкциях, несущих механическую нагрузку, и часто является признаком косослойности.

Крень (твердая краснина): речь идет о местном изменении структуры древесины, вызванном утолщением клеточных оболочек из-за отложения лигнина, в основном

на находящейся поддаштением подветренной стороне деревьев хвойных пород. Крень является реакционной древесиной и имеет красноватую окраску. Древесина твердая и хрупкая, имеет предрасположенность к изменению формы и короблению.

Тяговая древесина: местное изменение строения древесины, вызванное утолщением клеточных оболочек из-за отложения целлюлозы в« время роста дерева. Тяговая древесина iтоявляется в деревьях ли - ственных пород в растянутой под воздействием ветра зоне стволов и ветвей. Тяговая древесина является реакционной, ее можно распознать по пушисто-бархатистой поверхности на поперечном и продольном распиле, окраска — несколько светлее, чем прилегающая «нормальная древесина». Волнистая структура усложняет обработку. Определение происходит в соответствии с DIN 68367.

Свилеватость: извилистое или беспорядочное расположение волокон древесины, часто в зоне наплыва либо заросшей раны или сучка дерева. Если встречается более волнистое или путаное расположение волокон из-за небольших сучков или «водяные побеги», то говорят о розетках, соцветиях и свилях. Фанера с розетками может иметь высокую декоративную ценность. Свилеватая древесина ломается и образует трещины. Определение происходит в соответствии с DIN 68367 (рис. 2.45).

Косослойность: Различают простую косослойность и неравномерную косослойность. Простая косослойность отличается спиралевидным, в основном параллельным расположением волокон под наклоном к оси дерева. Возможны левое и j ipa- вое вращения. Степень наклона волокон определяет пригодность косослойной древесины. Пиломатериал из такой древесины в основном имеет трещины и перекошен (рис. 2.59).

При неравномерной косослойности, которая встречается у тропической и субтропической древесины, волокна следующих друг за другом зон роста имеют разнообразный наклон в противоположных, не совпадающих с осью дерева направлениях. Благодаря равном ер ном у чередованию волокон напряжения в пиломатериале значительно выровнены. Как правиле!, коробление такой древесины незначительно. Неравномерная косослойность вызывает встречное стружкообразование и приводит к полосовидной структуре. Промежуточная обработка такой древесины усложнена, так как за один проход приходится работать и по направлению волокна, и против волокна. Влияние неравномерной косослойности на текстуру поверхности заключается в том, что она состоит из непрерывных светлых и темных полос, как, например, у пород сапелли и абачи. Древесина имеет полосчатую структуру (рис. 2.47). Определение косослойности производится по DIN 52181, DIN 68367 и DIN 4074.

Засмолок (смоляной кармашек): представляет собой плоскую полость, заполненную смолой, которая находится внутри годичного слоя хвойных пород деревьев. Их форма на различных сечениях: продольная полоса на радиальном, оваль-пая на тангенциальном и короткая дугообразная полость на поперечном сечении (рис. 2.48).

О засмоленной древесине говорят в том случае, ссли встречается зона с особенно высокой смолистостью. Смолистость дере вьс в хвойных пород, произрастающих в Германии, составляет от 0,8 до 6,5%. Более высокую смолистость и мест сосна черная, а также некоторые внеевропейские сосновые породы, для засмоленной древесины которых смолистость составляет до 40%. Пихта, тис и лиственные деревья, произрастающие на территории Германии, смолы не имеют.

Проросты здесь речь идет о частично проросшем внутрь большом или маленьком участке коры (рис. 2.49). Причиной прорости является внешнее повреждение дерева, такое, как, например, градобитие или наплыв поврежденного места. У бука лесного прорости называются наминкой. Прорости, как правило, рассматриваются как дефекты, но при так называемом березовом капе они все же являются компонентом текстуры и декоративным элементом отделки.

Ложное ядро: ложное ядро возникает у различных лиственных пород из-за влияния окружающей среды как ненормально сильная окраска различной интенсивности и оттенков внутри ствола. Твердость древесины не снижается. Ложное ядро, которое у бука лесного называется внутренней красниной, а у ясеня и березы — коричневым ядром, пе имеет, в от личие от ядровой древесины, никакой повышенной естественной сопротивляемости. Ложное ядро можно рассматривать как цветовое ядро, которое значительно повышает стоимость соответствующего шпона, как, например, в случае так называемого оливкового ясеня. По форме на поперечном разрезе ствола ложное ядро может быть круглым, звездчатым или лопастным, иногда бывает эксцентрическим. От заболони ложное ядро отделено темной (реже светлой) каймой. На продольных разрезах оно имеет вид широкой полосы одного или нескольких цветов, иногда зазубренный край (рис. 2.50). Определение ложного ядра производится по DIN 68367. Продубина: красновато-коричневая или бурая окраска подкорковых слоев (глубиной до 5 мм) сплавной древесины тех пород, кора которых богата дубильными веществами (ель, дуб, ива).

Пятна и окраски: пятна и окраски являются местными окрашиваниями заболони, возникающими у растущего дерева в виде пятен и j юл ос, цвет которых незначительно отличается от ядровой древесины. Твердость древесины не уменьшается (рис. 2.51),

Внутренняя заболонь: это более светлые зоны в древесине ядровых пород (особенно дуба), имеющие па поперечном сечении форму кольца шириной до 30 мм. Внутренняя заболонь возникает из-за нарушения ядрообразования в растущем дереве. Светлые зоны по своим свойствам лишь незначительно отличаются от заболони (рис. 2.52). Поэтому ценность древесины несколько снижается.

ГРИБКОВЫЕ ПОРАЖЕНИЯ И ЗАДЫХАНИЕ Сердцевинная гниль и краснополосица: ряд живущих в древесине и разрушающих ее грибов могут поразить растущее дерево или складируемую в лесу срубленную древесину и тем самым снизить ее ценность. Деревоокрашивающие грибы вызывают окрашивание древесины, дереворазрушающие сначала окрашивают древесину, потом разрушают ее (рис. 2.53).

При сердцевинной гнили ядровая древесина или зона около сердцевины приобретает ненормальную окраску. Прочность древесины снижается. Сердцевинная гниль по цвету делится на красную гниль, в Oct ювном у древесины хвойных пород, и белую гниль у древесины лиственных пород. При краснополоси- цс заболонь хвойных пород окрашивается в красные и коричневые полосы, прочность древесины также снижается. Краснополосица вызывается после рубки дерева дереворазрушающими грибами (рис. 2.54).

Ядровые пятна и полосы: ядровые пятна и полосы возникают в ядровой древесине растущего дерева под влиянием грибов. Сортимент в соответствующих мес тах имеет окраску, его прочность часто снижена.

Наружная трухлявая гниль или твердая заболон- ная гниль: наружная трухлявая гниль возникает па складируемых бревнах под влиянием дереворазрушающих грибов как пятна коричневатой или беловатой окраски на заболони лиственных пород деревьев, особенно бука лесного. Прочность древесины снижена.

Заболонные грибные окраски: при таком окрашивании речь идет об изменении естественной окраски заболони, вызванном различными грибами. Прочность древесины не снижена. Окрашивание возникает на поверхности или проникает на несколько миллиметров в глубь древесины. Синева — самое известное окрашивание. Древесина окрашивается в цвета от серого до голубого. Другое важное окрашивание — это так называемые i устные заболонные пятна. Древесина окрашивается в оранжевый, желтый, розовый или светло- фиолетовый цвет (рис. 2.55).

Плесень: плесень возникает из-за различных грибов, которые живут на поверхности древесины. Они вызывают изменение окраски (рис. 2.56). Потери прочности возникают достаточно редко.

Задыхание (появление серой окраски древесины или побурение): побурение проявляется на складируемых свежих бревнах древесины лиственных пород. Начиная от торцов вследствие биохимических процессов развивается окрашивание от серого до коричневого, которое в форме полос или языков проникает в бревно на различную глубину. Грибы в этом процессе участия ттс принимают. Поражается только ядровая древесина.

ПОВРЕЖДЕНИЯ ДРЕВЕСИНЫ НАСЕКОМЫМИ Дефекты при поражении насекомыми: различные насекомые повреждают растущие или хранимые в лесу свежесрубленные материалы. Возникающие червоточины, проделанные личинками, всегда являются дефектами качества для сортимента. Червоточины различают по положению, глубине и диаметру. Качество древесины определяется по количеству червоточин на один метр длины (рис. 2.57).

ПОРАЖЕНИЕ ОМЕЛОЙ

Отверстия от омелы: отверстия от омелы — это от верстия в древесине, вызываемые при поражении растущего дерева омелой. Вечнозеленое паразитирующее растение омела получает необходимые /для его роста питательные вещества из растущего дерева с помощью отводных корней. Отмершие отводные корни оставляют в древесине отверстия диаметром около 5 мм. Повреждения проявляются в основном на древесине хьойных пород, так как на них омела, в отличие от лиственных пород, растет на стволе (рис. 2.58).