ДЕРЕВО

Дерево — основной поделочный материал для выполнения столярных и плотничных работ. Из него изготовляют стены, крыши и кровли, полы и потолки, перегородки, двери, переплеты, наличники, мебель и другие изделия. Древесина сравнительно легко поддается ручной и механической обработке, она малотеплопроводна и достаточно долговечна. Если разрезать ствол дерева поперек, то можно заметить, что он состоит из сердцевины и множества концентрических колец — годичных слоев.

Сердцевина в виде темной рыхлой ткани представляет собой за­росший начальный побег дерева. У хвойных пород она тянется вдоль ствола довольно прямо, у лиственных — извилисто. Это наименее ценная часть ствола; с нее обычно начинает загнивать древесина и в растущем дереве образуется дупло. Вокруг сердцевины в виде колец располагаются годичные слои, по числу которых определяют возраст дерева. Любой годичный слой неоднороден по окраске, ширине и плотности. Каждый годичный слой светлее к сердцевине, что объясняется условиями роста дерева.

Если разрезать ствол дерева вдоль, то можно обнаружить так называемые сердцевинные лучи, пронизывающие годичные слои. Сердцевинные лучи хорошо видны в древесине дуба, бука, клена и чинары. Рисунок, полученный на поверхности древесины в результате перерезания волокон годичных слоев и сердцевинных лучей, называется текстурой дерева. Чем богаче текстура (разнообразнее оттенки и структура волокон), тем ценнее древесина. Характерные особенности строения ствола (различная ширина годичных колец, неравномерная окраска, сердцевинные лучи) учитывают при его раскрое на доски и бруски, при изготовлении мебели, использовании в декоративных целях.

ХАРАКТЕРИСТИКА ДРЕВЕСНЫХ ПОРОД

В столярном деле широко применяют хвойные и лиственные породы дерева. К хвойным породам относят сосну, ель, лиственницу, пихту, кедр сибирский. Древесина хвойных пород отличается малой удельной массой, прямослойностью, хорошо поддается обработке. Она содержит смолистые вещества, которые предохраняют ее от различных заболеваний, загнивания, поражения грибом, жуками-древоедами и т. д.

Сосна —самая распространенная хвойная порода. Стволы сосны имеют сравнительно правильную форму и в возрасте 120—150 лет достигают высоты 30—40 м. Ее древесину легко строгать, пилить, хорошо склеивать, окрашивать и лакировать. Применяют в жилищном строительстве, в мебельном, фанерном и других производствах.

Ель занимает второе место по степени распространения. Стволы ее круглые и прямые, в возрасте 120—150 лет достигают высоты 30—40 м, а иногда 50 м. Преимущества еловой древесины — однородность строения, белый цвет и малая смолистость, недостаток — большая сучковатость. Из ели рубят стены домов, настилают полы, делают двери, переплеты, коробки, наличники, плинтусы, мебель.

Лиственница вполне пригодна для изготовления столярных изделий. Древесина ее обладает большой прочностью (на 30% выше сосны) и стойкостью к гниению, однако тяжелее сосновой.

Пихта — для нее характерны повышенные коробление и растрескивание, меньшая плотность, чем у сосны, поэтому пихту реже применяют в столярном деле, чем сосну и ель.

Кедр сибирский—древесная порода, близкая по механическим свойствам к сосне. Имеет прямой ствол диаметром до 2 м. Древесина кедра липкая, мягкая, но плотная и прочная, стойкая против гниения, хорошо обрабатывается.

Из лиственных пород в столярном деле применяют главным образом дуб, ясень, осину, березу, клен, бук.

Дуб обладает высокой прочностью. Из него делают полы, двери, переплеты, различные столбы, используют для обшивки домов. Однако дуб трудно обрабатывать, особенно пилить, строгать, долбить, сверлить.

Ясень имеет красивую текстуру и мало растрескивается, служит для изготовления лестниц, перил, рукояток инструмента.

Осина и липа — используют как круглый лес для срубов, а доски и бруски — для настилки полов и потолков, изготовления перегородок, мебели. Древесина осины и липы неустойчива к сырости, поэтому не рекомендуется для изготовления переплетов и наружных дверей. Древесину липы широко применяют для выполнения наружных резных работ (наличников и карнизов).

Береза имеет тонкослойную структуру, твердую, весьма однородную по строению. Применяют для изготовления фанеры, древеснослоистых пластиков, древесностружечных и древесноволокнистых плит, паркета, мебели и т. д.

Клен относится к твердым породам дерева с красивой текстурой. В местах массового произрастания используют в виде бревен и досок для строительных работ, а также для изготовления колодок различных стругов.

Бук распространен в южных районах страны. Из него изготовля­ют колодки стругов, паркет, шпон, фанеру. Обрабатывать бук трудно.

Кроме перечисленной древесины в столярном деле применяют граб, орех, грушу, рябину, а для изготовления мебели — также импортные породы деревьев: секвойю, красное и черное дерево, палисандр, бакаут.

СВОЙСТВА ДРЕВЕСИНЫ

Древесина разных пород неоднородна по своим физическим и механическим свойствам. К физическим свойствам относят влажность, тепло-, звуко- и электропроводность, а к механическим — плотность и сопротивляемость раскалыванию, сжатию, изнашиванию и т. п., а также способность удерживать шурупы и гвозди. Большую роль играет влажность древесины. От нее зависят прочность и долговечность изделий, а также их масса. Например, 1 м3 свежесрубленной древесины дуба весит 1,04 т, а в воздушно-сухом состоянии — всего 0,76 т, сосна — соответственно 0,82 и 0,52, ель — 0,8 и 0,47.

Древесина хорошо впитывает влагу из воздуха, при этом она разбухает, увеличивается в объеме и небольшие трещины исчезают. В процессе сушки влага испаряется очень медленно. Свежесруб-ленный дуб содержит от 5 до 70% влаги, через 6 месяцев—43, через 12—39 и через 18 месяцев естественной сушки — 27%. Между тем влажность древесины, предназначенной для столярных работ, не должна превышать 10—18%. Чем меньше влажность дерева, тем дольше изделия из него не рассыхаются, не загнивают, лучше склеиваются. Заготовки, раскроенные ло длине и ширине с соответствующими припусками, быстрее сохнут, чем цельные доски. Строганые доски сохнут еще быстрее, а обрезные — быстрее необрезных. К сильноусыхающим породам относятся липа, бук, ольха, береза, орех, ильм, каштан, вишня, яблоня, граб, груша, самшит, к умеренноусыхающим — осина, сосна, дуб, ясень, тополь, клен, тисе, акация, к малоусыхающим породам—ель, лиственница, пихта, черное и красное дерево.

Древесина при высыхании коробится и часто растрескивается. Поскольку наружные годичные слои сохнут быстрее, а внутренние медленнее, покоробившиеся доски выпуклой стороной всегда обращены к сердцевине ствола. На рисунке 2 показано, как происходят усушка и коробление рас кроенного бревна в зависимости от расположения годичных колец. Раскраивают или распиливают бревна многими способами на доски разной толщины: сердцевинные, центральные и боковые. Сердцевинные доски содержат сердцевину и небольшое количество сучков всех разновидностей: здоровых, заросших и табачных. Сучки снижают ценность древесины, понижая ее механические свойства. Эти доски чаще растрескиваются. Как правило, их выпиливают толщиной 40 мм и более из толстых бревен.

Центральные доски получают при распиливании бревна вдоль оси сердцевины. При этом лучше всего выявляются пороки на внутренней пласти доски. Центральные доски растрескиваются меньше сердцевинных. Боковые доски (между сердцевинной или центральной досками и горбылем) не имеют разветвленных сучков и содержат большее количество заболонной древесины, которая по прочности и водопроницаемости не уступает ядровой древесине.

Каждая порода дерева обладает присущими ей цветом, блеском, текстурой. Белый, слегка желтоватый цвет имеют береза, липа, оси­на, ель, пихта, бурые тона — дуб, каштан, вяз, ясень, груша, чинара и др., коричневый цвет — грецкий орех; красновато-белый — бук; светло-желтый — самшит. Некоторые породы дерева после рубки изменяют свой цвет: ольха на воздухе краснеет, дуб в воде темнеет, а при длительном пребывании в реке или озере становится почти черным. Такая древесина, называемая мореным дубом, высоко ценится в мебельном производстве. Теплопроводность древесины по сравнению с другими материалами очень незначительна. Например, коэффициент теплопроводности сосны составляет 0,14, а кирпича — 0,45. Низкая теплопроводность древесины, особенно сухой, объясняется тем, что дерево имеет много пор, заполненных воздухом. Влажная древесина — достаточно хороший проводник электрич­ства. Это следует учитывать при проводке электрических, телефонных и радиотрансляционных линий.

Если заранее не учесть всех этих особенностей древесины, можно допустить брак в работе. Исправить его часто бывает трудно, а порой и невозможно. Поэтому заготавливать детали следует так, чтобы был максимальный выход с наименьшими отходами. Прежде всего доски строгают, затем размечают, пилят вдоль и поперек. В этом случае столяр видит все недостатки и выпиливает заготовки без дефектов. У заготовок из сырого материала предусматривают припуски в 5 мм по всем сторонам. Необходимо знать способы уменьшения коробления древесины. Бревно распиливают на доски так, чтобы они были с сердцевинной доской. Затем их складывают в виде бревна и высушивают. Высыхая, доски коробятся (см. рис. 2) от сердцевины к коре, образуя как бы лотки. Доска с сердцевиной не коробится, но усыхает так, что ее середина остается толще концов, то есть от середины к концам доска сходит как бы на конус. Если из таких досок сделать дверь или какой-либо щит, распола­гая доски лотками в одну сторону, то изделия будут иметь форму широкого лотка. Исправление изделия путем строгания намного уменьшит толщину досок, что не всегда желательно.

Поэтому лучше доски укладывать или располагать годичными слоями в разные стороны, тогда дверь или щит получатся достаточно ровными и исправить их гораздо легче. Когда дверь или щит изготовляют из узких досок, не шире 100 мм, располагая их годичными слоями в разные стороны, то следы коробления досок почти незаметны и исправить их строжкой достаточно легко.