Древесина сосны: плотность, свойства, сорта, применение

Древесина сосны: плотность, свойства, сорта, применение

На территории России, как известно специалистам более 50 видов всем известной сосны. Это дерево ценится в лесоперерабатывающей промышленности за особые характеристики ее древесины, позволяющие широко использовать заготовленный пиломатериал. Сфера использования приготовленной древесины смолы зависит и от того, где производится предварительная заготовка древесины.

Внешний вид сосны знаком подавляющему большинству россиян, так как это дерево произрастает в разных климатических зонах. В зависимости от условий климата местности сосна несколько отличается своими основными характеристиками.

Это дерево относится к хвойным породам, в высоту оно может вырастать до 50 метров, есть отдельные экземпляры деревьев, вырастающие и свыше 70 метров. Ствол дерева почти прямой, в диаметре может достигать одного метра. Сосна быстро растет, в строительстве чаще всего используется то дерево, возраст которого превышает столетний рубеж.

Особо ценятся строительными экспертами деревья, перешагнувшие возраст в 160 лет, имеются данные о том, что это растение может жить при благоприятных климатических условиях и свыше 500 лет.

В строительстве древесина ценится за несколько самых своих немаловажных качеств:

  • Сосна, заготавливаемая в северных областях с суровым климатом, имеет мало сучков, почти всегда прямой ствол и минимальное расстояние между годовыми кольцами. Расстояние между кольцами влияет на прочность, мягкость и рыхлость всего пиломатериала, поэтому чем оно меньше, тем лучше.
  • Сосна между своими волокнами содержит смолу, этот природный антисептик прекрасно защищает дерево от микробов и гниения. Поэтому практичность данного строительного материала оценивается на пять баллов.
  • У дерева минимальный перепад в диаметре между его нижней и верхней частью, что влияет на удобство обработки и позволяет заготовить разные по форме пиломатериалы.
  • Древесина сосны просто обрабатывается доступными инструментами.

Это основные, учитываемые при правильном выборе строительного материала, параметры. Но есть также определенная часть характеристик, которые также имеют немаловажное значение.

Древесина сосны после правильно цикла высушивания легко подвергается обработки, ее можно красить, покрывать лаком.

Сосна используется для изготовления мебели, это дерево хорошо подходит для настилки полов, изготовления рам, ставней. Заготовки из сосны легко и прочно склеиваются.

Прочность

За высокие прочностные свойства ценится та древесина сосны, заготовка которой производилась в северных регионах. Такая сосна по своей твердости и прочности уступает только одному дереву – кавказкой пихте.

Сосна имеет разные пределы своей прочности. Если посчитать прочность древесины на изгибе, то она будет составлять от 70 и до 92 Мпа. Прочность, определяемая при сжатии вдоль древесных волокон, находится в пределах от 40 и до 49 МПА.

Природная влажность

Древесина сосны: плотность, свойства, сорта, применение

Растущее, то есть еще не срубленное дерево, имеет разный процент влажности в зависимости от части ствола. В заболони природная влажность этого дерева достигает от 110 и до 115%, в ядре влажность в основном остается на уровне 33%.

Процент влажности ядра на всем протяжении ствола практически всегда остается неизменным, а влажность заболони в вершине выше.

Отмечается также некоторое колебание влажности в зависимости от времени суток и от сезона. Самая высокая влажность у дерева выявляется в утренние часы, вечером она доходит до минимума, ночью начинает возрастать. Если измерить влажность только что срубленного дерева, то ее среднее значение доходит до 80%.

Плотность

Так как сосна относится к группе деревьев с хвоей, то ее древесина имеет минимальную плотность. Среднее высчитанное значение при обычной, то есть стандартной влажности в 12%, составляет у часто используемых пород 505 кг/куб. м. Плотность сосны, прошедшей цикл сушки, доходит до 480 кг/куб. м.

Химические составляющие

Химический состав всего дерева сосны, включая хвою, кору, шишки весьма разнообразен. Все свойства биологически активных веществ этой породы деревьев человек научился использовать себе на благо в разных отраслях промышленности, включая медицину.

В высушенную древесину сосны входят углерод, водород, около сорока процентов кислорода и небольшая процентная часть азота. Присутствует в древесине и минеральные соединения, а также целлюлоза, пентозан и лингин.

Процентное содержание основных химических веществ зависит от того, где произрастало заготовленное дерево. Из древесины благодаря ее основным элементам получают скипидар, широко используемый в медицинской отрасли. В лесохимическом производстве ценится добываемый особым образом канифоль.

Цвет и текстура древесины сосны

Древесина только что спиленной сосны преимущественно имеет ядро слегка розоватой окраски, со временем оно становится красным с буроватым отливом. Цвет заболони варьируется от слегка желтоватого до почти красного.

Волокна у древесины разных пород сосны в основном прямые. А текстура оценивается специалистами как средне-грубая.

Естественно, что цвет древесины зависит от многих факторов, это и местность произрастания, возраст дерева и его порода.

Нормы по ГОСТ

Для того, чтобы выставить сорт заготовленного пиломатериала необходимо использовать определенные стандарты или ГОСТ. При этом оценивают диаметр ствола, его искривление, наличие естественных и искусственных дефектов. Все это нужно, чтобы определить сорт заготовки, согласно которому в дальнейшем определяется и сфера использования пиломатериала.

Температура горения и теплопроводность

Общая теплота сгорания древесины сосны составляет 4,4 кВт•ч/кг или 1700 кВт•ч/м³. Этот показатель считается одним из самых лучших для дров. Поленья из сосны широко применяются для отопления частных домов. Брикеты и отходы производства часто применяются на тепловых станциях.

Теплопроводность древесины сосны возрастает по мере увеличения плотности этого дерева. По теплоизоляции сосна превышает показатели алюминия и ПВХ, используемого при изготовлении оконных блоков.

Виды сосен и особенности их древесины

Известно, что на территории России широко распространено более 50 видов сосны. Некоторые из них за счет своих свойств и текстуры древесины ценятся в лесоперерабатывающем производстве.

Обыкновенная

Сосна обыкновенная встречается повсеместно в Сибири, на Урале и на большей части Европы. Средняя продолжительность жизни около 200 лет, хотя есть деревья и перешагнувшие 400 летний рубеж.

Древесина у этого вида сосны одна из самых плотных, содержит большое количество смолы, и потому мало подвергается гниению. Ценные при изготовлении пиломатериала свойства древесины, такие как твердость и легкость обработки, зависят в основном от влажности грунта и среднестатистических температурных условий.

Спросом пользуется древесина сосны, произрастающей на сухих почвах. Экологичность сосны оценивается на пять баллов, в сосновых лесах легко дышится, а особые эфирные вещества способствуют уничтожению различных инфекционных возбудителей.

Фото сосны обыкновенной

Древесина сосны: плотность, свойства, сорта, применение

Сибирская

Сосна сибирская имеет и другое название – сосна кедровая. В благоприятных условиях это дерево растет и до 800 лет. Кора этого дерева достаточно тонкая, поэтому легко наносятся древесине механические повреждения и также легко внутрь проникают грибки, вызывающие гниение.

От сосны обыкновенной сосну сибирскую можно отличить по более крупным смоляным ходам. Древесина этого дерева мягкая, легко обрабатывается, хорошо удерживает тепло. Смолистый, устойчивый запах отпугивает множество насекомых, поэтому древесину используют для изготовления домашней мебели, досок для полов.

В древности именно из этого дерева изготавливали посуду для разных молочных продуктов. В ней не заводились микробы, и потому молоко долго оставалась свежим. Легкость обработки оценивается на пять баллов в том случае, если на дереве мало сучков.

А так на фото выглядит сибирская сосна

Древесина сосны: плотность, свойства, сорта, применение

Карельская

Этот вид дерева растет в северных районах нашей родины и наверное потому отличается самыми востребованными в строительстве характеристиками. Карельская сосна имеет меньшую высоту по сравнению с ее южными сородичами. Отличить ее можно по плотно расположенным годичным кольцам.

Древесина этого дерева особо прочная, устойчива к процессам гниения, редко поражается насекомыми-вредителями и грибком. Изготовленные из карельской сосны изделия отличаются самой высокой долговечностью. Именно бревна карельской сосны строители советуют укладывать на нижние венцы деревянного дома.

Фото карельской сосны

Древесина сосны: плотность, свойства, сорта, применение

Крымская

Крымская сосна это южный подвид дерева, произрастает в основном на склонах гор Крыма. Отличить от других видов сосны можно по сероватой коре, так как у других деревьев этой хвойной породы она с красноватым отливом. За счет высокой газоустойчивости это дерево широко применяется для озеленения городских улиц южных городов.

Высокое содержание смолы позволяет использовать древесину крымской сосны в изготовлении портовых сооружений, дамб, музыкальных инструментов и мебели.

Фото крымской сосны

Древесина сосны: плотность, свойства, сорта, применение

Корабельная

Корабельная сосна это не определенный вид этой породы деревьев, а отдельное дерево, отличающееся некоторыми характеристиками. Корабельной сосной называют то дерево, которое имеет особо гладкий ствол, самое малое количество сучков.

Дерево должно иметь определенную твердость и прочность, учитывается и содержание смолистых веществ в нем. Раньше специально выращивали целые рощи корабельных деревьев, за ними осуществляли специальный уход и надзор.

Читайте также:  Что можно сделать с помощью клеевого пистолета

Так выглядят корабельные сосны

Древесина сосны: плотность, свойства, сорта, применение

Голубая

Голубой сосной часто называют особый сорт этого дерева — Glauca. Хвоя этого дерева имеет серебристо-голубоватый оттенок. Часто это дерево выращивается именно в декоративных целях. Внешний вид этого вида сосны оценивается на пять баллов, это дерево может с успехом заменить ценную голубую ель.

Фото голубой сосны

Древесина сосны: плотность, свойства, сорта, применение

Древесина лиственницы по сравнению с сосной более прочная и практически не подвержена в сухом виде гниению. У сосны широкая заболонь, которая не удаляется при обработке, но ее нужно для прочности обрабатывать специальными антисептиками. У лиственницы заболонь узкая. Отличается сосна от лиственницы и огнестойкостью — у древесины лиственницы сопротивление огню практически в два раза выше.

У сосны также есть и свое преимущество – стоит эта древесина почти в два раза меньше. Цена пиломатериала из сосны оценивается на 4 балла. Решая, какую древесину выбрать, необходимо учитывать, для каких целей она предназначена. Эксперты советую при возведении деревянного сруба на нижних венцах использовать лиственницу, а дальше сосну или ель.

О том, как при покупке отличить древесину сосны от ели, расскажет видео:

Породы древесины. Сосна

Древесина сосны: плотность, свойства, сорта, применение

Из хвойных пород деревьев наиболее известной и распространенной является сосна обыкновенная. Более 30% товарной древесины, заготавливаемой в России, приходится на сосновые пиломатериалы. На территории бывшего Союза это основная лесообразующая порода деревьев, занимает более 15% территории всех лесов. Относится к быстрорастущим породам, за год может давать прирост до 1 м. Средняя продолжительность жизни колеблется от 300 до 500 лет. Наиболее качественная древесина получается из деревьев возраста 120-160 лет. К этому моменту высота деревьев может достигать 40-47 м, образуя при этом ровный, без сучков, ствол высотой до 16-20 м и диаметром 40-80 см.

Древесина сосны: плотность, свойства, сорта, применениеМолодые сосны на фоне тех, что постарше

Сосна — ядровая порода. В процессе сушки и хранения сосновых пиломатериалов цвет ядра становится темнее, приобретая красновато-коричневый оттенок. Следует отметить, что поздняя древесина сосны всегда темнее ранней.

Годичные кольца на тангенциальных и радиальных разрезах хорошо просматриваются, образуя волнистый рисунок. Крупные и многочисленные смоляные ходы видны в виде полосочек темного цвета.

Древесина сосны: плотность, свойства, сорта, применениеТекстура сосны

Сосновая древесина имеет среднюю плотность, хорошую стойкость против загнивания и высокую прочность. Следует отметить, что заболонь менее устойчива против болезней и насекомых-вредителей, поэтому требует обработки защитными составами.

Влажная заболонь (более 25%) может легко поражаться грибками, вызывающими синеву древесины. Такое заболевание не вызывает существенного ухудшения механических свойств сосновых пиломатериалов, но от этого страдает внешний вид изделий.

Древесина сосны: плотность, свойства, сорта, применениеДревесина сосны

Однообразная текстура сосны определяется разницей в окраске заболони и ядра, ранней и поздней древесины и различной шириной годичных колец. В связи с тем, что строение поздней и ранней древесины очень отличается друг от друга, сосна имеет малую равноплотность. Области позднего годичного слоя имеют плотность в 2-3 раза выше аналогичного показателя раннего годичного слоя.

Толщина годичных колец может быть разной, от 2-3 мм до 9-10, при этом поздняя древесина занимает в годичном слое до 26-28%. Сосна, заготавливаемая в российских лесах, имеет различное количество годичных слоев на 1 см, это число колеблется от 4 до 14.

На европейском севере России заготавливают «рудовую» (или «кондовую») сосну. Этот вид растет на возвышенностях, предпочитая песчаные и супесчаные почвы. Древесина таких деревьев плотная и мелкослойная, имеет неширокую заболонь. Ствол прямой, с небольшим сбегом, очень смолистый, сучков мало.

На низменных участках с глинистой почвой растут сосны, которые называют «мяндовыми».Они обладает более мягкой древесиной, менее смолистая, по механическим характеристикам уступает «рудовой».

В борьбе за место под солнцем сосны вырастают на большую высоту, образуя ровные цилиндрические стволы. Это дает возможность получать длинномерные ровные пиломатериалы без сучков.

Такой материала легко обрабатываемые режущим инструментом, при сушке не растрескиваются. Сосновая древесина имеет красивую хорошо выраженную текстуру, приятный цвет от желтого до красновато-коричневого и широко используется в столярном деле.

Ее с успехом используют мастера-резчики по дереву для своих художественных изделий.

По содержанию смолы в сосновой древесине определяют два сорта: сухощепку (другое название — дутица) и смолку. Первая имеет минимальное содержание смолы и небольшой вес, а вторая – сильно засмоленная и тяжелая.

Древесина сосны: плотность, свойства, сорта, применениеСрез смолистой сосны на просвет

Из-за таких отличий плоты для сплава по рекам набирали только из сухощепки, а смолку вывозили транспортом, так как была высокая вероятность того, что она затонет. Но этот сорт сосновой древесины очень устойчив против воздействия влаги, утонувшие бревна могли лежать в воде годами и при этом не теряли своих свойств. Не зря ее использовали при строительстве мостов, речных и морских причалов.

Обработка

Для столярных работ стараются использовать не смолистую сосновую древесину. Обработка древесины с высоким содержанием смолистых веществ трудна, так как инструмент забивается смолой. На него налипают смолистые древесных отходы и мешают в работе.

Шлифовать такую древесину проблематично, шлифовальная бумага сразу же забивается смолистою пылью. Смола проступает сквозь покрытия, портя внешний вид, а при случайном нагреве она вспучивается, поднимая краску или лаковый слой.

Поэтому при необходимости использовать смолку, ее обрабатывают химическими препаратами для удаления смолы.

Сосновая древесина с низким содержанием смолистых веществ легко обрабатывается ручным и механизированным инструментом. Строгание вдоль волокон не вызывает трудностей, а вот резание поперек волокон неудовлетворительное, получить чистый торцевой срез трудно. Древесина очень хорошо поддается операциям шлифовки, поверхность по качеству лучше, чем у дуба или ясеня.

Поддается окраске морилками и протравами, но иногда смола оказывает отрицательное воздействие на такие операции. Легко окрашивается лаками и красками, но древесина имеет высокую влагопроницаемость, что приводит к повышенному расходу таких материалов.

Склеивается сосна хорошо, соединение с помощью крепежных элементов (гвозди, шурупы) удовлетворительное.Среди всех хвойных пород деревьев, из которых заготавливают товарную древесину, сосна по праву занимает первое место.

К потребителю сосновая древесина поступает в виде кругляка и пиломатериалов (доски, брусья). Широко представлены на рынке и материалы, изготавливаемые из сосновой древесины – ДСП, фанера и шпон.

Также производители предлагают и готовые строительные конструкции из сосны – двери, окна т.д.

Физические свойства сосны

Влажность

Заболонь растущего дерева имеет высокую влажность, доходящую до 120%. Ядро имеет более низкую влажность (в 2,5-3 раза меньше влажности заболони) и практически не меняется по высоте дерева.

В разное время значение и влажность древесины различная. Утром показатель влажности выше на 25-30% по сравнению со средней и достигает максимума. В течение этот показатель постепенно понижается до минимального (на 30-35% ниже среднего уровня). В вечерние и ночные часы наблюдается увеличение влажности.

Сушка

Перед использованием древесину сосны высушивают до стандартной влажности 12%. Сушка может быть как естественной, на открытом воздухе под навесами, так и в специальных сушилках. Сосна при сушке мало подвержена короблению и растрескиванию. Выбор оптимального режима в сушильной камере и правильная укладка пиломатериалов позволяет уменьшить процент брака до минимума.

Плотность

Древесина хвойный пород деревьев, в том числе и у сосны, имеет невысокую плотность. Средняя плотность сосновой древесины (при влажности 12%) колеблется от 500 до 520 кг/куб.м. Пределы плотности находятся в диапазоне от 350 до 800 кг/куб.м.

Проницаемость

Для древесины сосны характерны большие значения влагопроницаемости и воздухопроницаемости.

Определение значений этих показателей производят путем созданием на одной стороне образца избыточного давления в 0,1 МПа. Для ядра это значение составляет 2,6 куб.мм/кв.см/с, для заболони — 56,2 куб.мм/кв.

см/с. Можно отметить, что аналогичный показатель для дубовой древесины не превышает 0,13 куб.мм/кв.см/с.

Имея такие высокие показатели влагопроницаемости сосна легко пропитывается различными антисептиками и защитными составами.

Тепловые свойства

По своим теплопроводным характеристикам древесина сосны значительно превышает металлы (в частности, алюминий) и незначительно — поливинилхлорид. Вот почему окна, изготовленные из сосны, по своим показателям превосходят окна из алюминиевого профиля.

Механические свойства сосны

Прочность

Древесина сосны, заготавливаемая на севере европейской части России, имеет наилучшие показатели механической прочности. По прочностным характеристикам только кавказская пихта имеет лучшие показатели.

Технические и эксплуатационные свойства

Древесина сосны мягкая, легко обрабатывается столярными инструментами.

Читайте также:  Бур это инструмент или расходный материал

Изделия из сосны легко шлифуются, образуя поверхность высокого класса чистоты, микронеровности по высоте не превышают 60 мкм. По этим показателям сосна превышает клен и ясень, у которых микронеровности достигают величины 200 мкм, что обусловлено строением древесины этих пород.

Сосна среднеустойчива против поражения грибками и насекомыми-вредителями. Ядро более устойчиво против биологических воздействий по сравнению с заболонью.

Сосна: знакомая и загадочная

Древесина сосны: плотность, свойства, сорта, применение В российской истории с сосной связан один любопытный случай. В начале XVIII века на Васильевском острове на Неве был густой сосновый бор. Петр I увидел в этом лесу сосну, боковой сук которой изогнулся и врастал в ствол. Царь велел срубить удивительное дерево – оно стало первым экспонатом учрежденной им Кунсткамеры, музея диковин.

Цвет — важнейшее свойство древесины, определяемое тремя факторами: цветовым тоном, чистотой и светлотой материала. Цветовой тон — это длина волны чистого спектрального цвета. Для ядровой древесины она равна 581,1 нм, тогда как для заболони — 579,0 нм. Чистота цвета ядровой древесины составляет 51,6 %, а заболонной части — 47,0 %. Светлота (или коэффициент отражения) древесины ядровой части — 49,0 %, заболонной части — 68,6 %. Заболонь сосны после попадания в речную воду иногда приобретает желтую окраску. У сосновой древесины красивая текстура, образующаяся вследствие перерезания анатомических элементов. Выразительный рисунок обусловлен различиями в окраске ранней и поздней древесины и наличием заболонной части и ядра. Ультрафиолетовое излучение вызывает свечение — люминесценцию некоторых веществ. Этот показатель называют интенсивностью свечения (коэффициентом яркости), у древесины сосны она составляет 17 %.

Макроструктура. Сосна — это порода с резким различием строения ранней и поздней зон годичных слоев древесины. Ранняя зона годичного слоя светлая и значительно менее плотная, чем темная, поздняя, зона. Именно поэтому сосну относят к породам с малой равноплотностью.

Количество годичных слоев у деревьев, растущих на севере европейской части России, в 1 см может варьировать от 4 до 11,8, и этот показатель зависит от состава почвы и влажности.

Древесина с большим количеством годичных слоев в 1 см будет обладать большей плотностью, а значит, и более высокими прочностными свойствами по сравнению с древесиной с меньшим количеством годичных слоев. Среди сосен, растущих на севере европейской части страны, деревьев с поздней древесиной 26 %.

Для сравнения: в Западной Сибири эти показатели 6,9 и 29 % соответственно, в Восточной Сибири — 11,2 и 27 % соответственно. У сосны, растущей в Ленинградской области, среднегодовая влажность заболони 112 %, а влажность ядра 33 %. Влажность коры сосны в свежесрубленном состоянии 120 %.

Древесина сосны обладает анизотропными свойствами (неодинаковыми в разных направлениях). Так, например, в тангенциальном направлении древесина подвержена усушке в 1,5-2 раза больше, чем в радиальном.

Тангенциальная усушка поздних и ранних зон заболонной древесины составляет 9,2 и 5,5 % соответственно. А усушка поздних и ранних зон заболонной древесины в этом же направлении — 8,5 %.

Коэффициенты усушки и разбухания для древесины сосны составляют: по объему — 0,44 и 0,51 %; по радиальному направлению — 0,17 и 0,18 %, по тангенциальному — 0,28 и 0,31 % соответственно.

Древесина сосны обладает и адсорбционными свойствами. Кроме адсорбции в микрокапиллярах клеточной стенки, происходит конденсация паров воды. Сорбционная способность древесины сосны в большей мере выражена у гемицеллюлоз, содержащихся в ее составе, слабее — у целлюлозы, еще слабее у лигнина. Максимальная влажность древесины сосны при водопоглощении — 185 %.

Средняя плотность древесинного вещества в абсолютно сухом состоянии у заболони сосны — 540 кг/м, а ядровой древесины — 620 кг/м. Средняя плотность древесинного вещества при влажности 12 % составляет 505 кг/ м. Средняя плотность древесинного вещества в абсолютно сухом состоянии равна 480 кг/м. Базисная плотность древесины сосны — 415 кг/м.

Сосна относится к породам с низкой плотностью древесины. Для сравнения: породы средней плотности (550-740 кг/ м) — лиственница, тис, береза повислая и др.

; породы с высокой плотностью древесины (более 750 кг/м) — акация белая, дуб каштанолистный, фисташка и самшит. Проницаемость древесины для газов в радиальном направлении больше, чем в тангенциальном, в 2-5 раз.

У ядра сосны весьма невысокая воздухопроницаемость, в 10-15 раз меньше, чем у заболони.

Тепловые и акустические свойства древесины сосны

Теплопроводность древесины сосны в тангенциальном направлении — 0,53 Вт/(м•ºС). В радиальном направлении этот показатель несколько меньше. При нагревании древесина расширяется. Вследствие анизотропии расширение по разным направлениям будет разным.

Наименьший коэффициент линейного расширения в направлении вдоль волокон (α'||) составляет 4,2 × 10-6 1/ºС. Средний коэффициент линейного расширения в радиальном направлении (α'r) равен 15,0 × 10-6 1/°С.

Наибольший коэффициент линейного расширения в тангенциальном направлении (α't) — 29,0 × 10-6 1/°С.

У сухой сосновой древесины очень низкая электропроводность. Удельное объемное сопротивление древесины в абсолютно сухом состоянии составляет 2,3 × 1015 Ом∙см поперек волокон и 1,8 × 1015 Ом∙см — вдоль волокон.

Способность древесины отражать и проводить звук называется акустическим сопротивлением. В случае комнатно-сухой древесины вдоль волокон оно составляет 2,8 × 103 Па•с/м.

Для сравнения: акустическое сопротивление древесины лиственницы 3,3 × 103 Па•с/м, воздуха — 429 Па∙с/м, а стали — 395 × 105 Па•с/м. Скорость распространения звука в комнатно-сухой древесине сосны при продольных колебаниях составляет 5360 м/с.

Коэффициент звукового поглощения сосновой перегородки толщиной 19 мм в диапазоне частот от 100 до 4000 Гц находится в пределах 0,081-0,110.

Механические свойства древесины сосны

Таблица. Основные механические свойства древесины сосны Древесина сосны: плотность, свойства, сорта, применение

Предел прочности древесины сосны при сжатии вдоль волокон при влажности 12 % (нормальной) составляет 46 МПа, а при 30 % и более — 21 МПа (см. таблицу). Для сравнения: предел прочности древесины лиственницы — 62 и 25 %, тополей — 40 и 17 % соответственно.

Сосна относится к группе пород с мягкой древесиной. У поздней древесины (105,4 МПа) твердость значительно выше, чем у ранней (20,6 МПа). Ударная твердость древесины сосны при влажности 12 % составляет 0,72 Дж/см, при влажности древесины 30 % и выше — 0,55 Дж/см.

Износостойкость древесины сосны, или способность сопротивляться постепенному разрушению ее поверхностных зон при трении от воздействия абразивных элементов или микронеровностей более твердого тела в поперечном, радиальном и тангенциальном направлениях, составляет: 0,12 , 0,31 и 0,28 мм соответственно.

Способность древесины удерживать крепления напрямую зависит от плотности. Так, сопротивление выдергиванию гвоздя или шурупа древесины граба (плотность 730 кг/м) требует усилий примерно в четыре раза больших, чем в случае древесины сосны (плотность 440 кг/м).

Древесина сосны обладает небольшой способностью к загибу, она плохо гнется. Сопротивление раскалыванию относительно невелико и составляет при нормальной влажности (12 %) в радиальной и тангенциальной плоскостях 11,5 и 11,3 Н/мм соответственно. При влажности 30 % и выше это этот показатель падает до 7,2 и 7,1 Н/мм в радиальной и тангенциальной плоскостях соответственно.

Свойства древесины сосны в комлевой и вершинной частях неодинаковы. Например, плотность уменьшается в направлении снизу вверх и возрастает от центра к периферической части как для ядровой, так и для заболонной зон древесины.

Ширина годичных колец тесно связана с физико-механическими свойствами древесины.

Чем больше годичных колец в одном сантиметре (их число может варьировать от 3 до 25 в зависимости от условий произрастания), тем выше прочностные свойства древесины.

Характеристики древесины сосны позволяют создавать изделия или конструкции высокой прочности и жесткости при малой массе. Например, в транспортном машиностроении, авиа- и судостроении, строительстве и производстве некоторых музыкальных инструментов.

Основной областью применения сосновой древесины является изготовление пиловочных материалов. При прочих равных условиях важнейшим условием получения качественных пиломатериалов являются режимы сушки. Чем интенсивнее процесс сушки, тем выше остаточное напряжение в древесине.

Так, после атмосферной сушки сосновых пиломатериалов сжимающие напряжения в поверхностных зонах не превышают 0,5 МПа, а растягивающие во внутренней зоне — 0,2 МПа.

После камерной сушки напряжение в поверхностных и внутренней зонах сосновых сортиментов могут доходить до 4,4 и 1,7 МПа соответственно.

Кладезь

Для производства ряда веществ в промышленности используют продукты, вырабатываемые выделительными или секреторными системами сосны. Надрезами, наносимыми при подсочке на стволе дерева, вскрываются мельчайшие анатомические структуры: ходы, полости, содержащие эти продукты.

Под действием внутреннего давления они выходят на поверхность ствола, и их собирают в жидком или затвердевшем виде. Продукцию подсочки можно подразделить на два типа: терпеноидные соединения и вещества углеводной группы. Углеводные продукты — полисахаридные камеди и сахаристые соки — находят промышленное применение в пищевом производстве.

Читайте также:  Много розеток в одной как называется

Наиболее ценную часть продукции подсочки образуют терпеноидные выделения. Среди них содержащие каучук латексы, гуттаперча и смолы, эфирные масла, спирты, альдегиды, кетоны и др. При переработке живицы на канифольно-терпентинных заводах получают основные виды продукции: скипидар и канифоль.

Скипидар в качестве растворителя используется при производстве масляных и художественных красок, лаков, вакс, мастик, в медицинских целях. При разделении скипидара на фракции получают камфору, терпингидрат, продукты для парфюмерной промышленности, сырье для синтеза полиэфирных волокон — лавсана, терелена.

Канифоль используется в качестве добавки к резине для придания ей эластичности и морозостойкости, для синтеза каучука, в производстве гербицидов и флотоагентов. Кроме того, это основа для кожзаменителей, эмульгаторов, пластических масс, изоляционных материалов для проводов, резины для автомобильных шин, лаков, красок.

В лечебных целях применяют сосновые почки, хвою, а также живицу, которая обладает многими целебными свойствами. Например, оказывает противомикробное действие. Продуктами переработки скипидара и канифоли являются креолин, различные медицинские мази, витамины А и Е.

Сосновые почки (молодые побеги в самом начале роста), которые содержат смолу, витамин С, эфирное масло, дубильные вещества, минеральные соли, собирают с октября по май. Отвар сосновых почек оказывает отхаркивающее, мочегонное, дезинфицирующее действие. Его используют для ингаляций и полосканий при воспалительных заболеваниях верхних дыхательных путей.

Из свежей сосновой хвои весной готовят витаминный отвар. Его также добавляют в ванны, назначаемые при нервных расстройствах и заболеваниях сердечно-сосудистой системы.

Антон КУЗНЕЦОВ, преподаватель СПбГЛТУ

Сосна: свойства, применение

Древесина сосны: плотность, свойства, сорта, применение

  • Среднее время жизни сосны — 350 лет; максимальная высота сосновых деревьев достигает 75 метров.
  • Всего известны около 130 видов сосны, произрастающих в умеренной и субтропической климатических зонах.
  • Сосна обыкновенная (Pinus silvestris) — растет на всей территории Беларуси и России и широко заготавливается в целях деревообработки.

Окраска и структура сосновой древесины

Древесина свежеспиленной сосны узнаваема благодаря ядру розоватого оттенка, которое со временем буреет или краснеет. Цвет заболони (наружных молодых слоев) сосны варьируется от светло-желтого до красноватого.

Цвет заготовленной древесины сосны зависит от следующих факторов:

  • Местность произрастания;
  • Возраст спиленного дерева;
  • Порода сосны.

Физические свойства сосны

Сосна принадлежит к группе хвойных пород средней плотности. Отличается крепостью, устойчивостью против гниения и грибковых поражений. В строительстве сосну ценят за легкость обработки, небольшое количество сучков и незначительное  изменение диаметра по длине ствола.

Заболонь растущей сосны имеет влажность до 120%. Содержание влаги возрастает в древесине по направлению к вершине (при этом влажность ядра остаётся неизменной). Влажность свежесрубленной сосны составляет 85% (100-120% для заболони и 30-40% для ядра).

  1. Плотность древесины возрастает по направлению от сердцевины к коре, достигает максимума на 2/3 радиуса ствола и далее постепенно уменьшается.
  2. Сосна отличается высокими показателями воздухо-  и влагопроницаемости, благодаря чему при обработке дерева эффективно используют защитные средства (заболонь сосны относят к легокпропитывающимся породам, в то время как сердцевину — к среднепропитывающимся).
  3. Благодаря смолистости, прочности и легкости обработки столярными инструментами, сосну используют в жилищном и гидротехническом строительстве, при изготовлении фанеры и шпона, а также в столярных и плотницких работах.
  4. Сортность пиломатериалов из сосны в соответствии с ГОСТ
  5. Сортность пиломатериалов из сосны определяют на основе следующих природных изъянов и дефектов обработки:
  • Точность размеров;
  • Влажность;
  • Гниль;
  • Трещины;
  • Сучки;
  • Обзол;
  • Поражение насекомыми-древоточцами и др.

Правила и ограничения применения сосны в зависимости от сортности

Отборный сорт (Евро А, «Экстра»)

В древесине допускают здоровые сращенные и выборочно сросшиеся сучки (точное количество определяют по специальным таблицам стандарта). Не допускаются прогнившие и сросшиеся сучки. Допускают торцевые трещины глубиной до 16% от толщины детали. Не допускают распространение грибка, коробление древесины и расхождение параллельности граней обрезных материалов свыше 0,2-1,0%.

Первый сорт (А)

Сосновые пиломатериалы без нарушений геометрической формы. В сорте А допускают на 10% большее число здоровых сучков и до 25% большее количество растрескиваний на торце, в сравнении с сортом «Экстра».

Допускают крень на поверхности до 20% широкой грани пиломатериала. Возможны пятна грибной заболони и поражения плесенью на площади до 10% от общей площади деталей.

Обзол допускают на 17% поверхности широких и узких граней обрезных деталей.

Не допускают поражения гнилью. Перечисленные дефекты актуальны для сосновой древесины в тёплое время года и не сказываются на эксплуатационных характеристиках изделий.

Второй сорт (В)

В деталях допускают не более 4-х смоляных карманов по одной стороне длиной до 200 мм; окрас от грибковых поражений и пятна синеватого цвета.

Возможен обзол, сросшиеся, здоровые и несросшиеся сучки; в пластях и на ребрах допускают прогнившие сучки (до 50% от общего количества).

Возможны растрескивания на 33% поверхности детали и пластевые сквозные трещины глубиной до 200 мм. Возможны поражения поростью и раком.

В пиломатериалах из сосны 2-го сорта не допускают червоточины и изъяны обработки: механические дефекты, инородные вкрапления и т.д.

Древесину второго сорта используют в строительстве, производстве опалубки, обрешётки для скатных крыш и при изготовлении лесов.

Третий сорт (С)

Допускают крень, смоляные карманы (до 4-х на погонный метр) и двойную сердцевину. Возможно поражение односторонней поростью и увеличение числа пятен ядра (не более 20%). Допускают червоточины, прогнившие сучки, но не больше, чем 50% от числа здоровых сучков того же диаметра, а также сквозные углубления и пластевые трещины, которые переходят в торцевые.

Возможна крень до 50% от площади пласти и смоляные карманы (не более 4-х штук по одной пласти и длиной не более 300 мм). Допускают поражение поростью (1/3 от длины детали).

Возможен обзол до половины длины заготовки, уклон спила (до 5% от плоскости торца торца к боковой поверхности), вырванные части древесины до 3 мм в глубину, а также пластевая и поперечная покоробленность.

Физические и эксплуатационные качества древесины 3-го сорта резко ухудшаются по сравнению с деталями 2-го сорта, поэтому пиломатериалы подходят для ограниченного использования: возведение временных построек, навесов, изготовление поддонов и тары.

Четвертый сорт                               

К 4-му сорту относят пиломатериалы с несросшимися сучками, которые занимают более половины ширины доски. Крень может занимать более половины площади детали. Допускают сквозные трещины до четверти детали, гниль, поражение плесенью и производственные дефекты.

Пиломатериалы 4-го сорта из-за изъянов, влияющих на прочность и структурную целостность деталей, используют для малоответственных задач строительства и производства тары. Возможен распил дисковой пилой макита на заготовки меньшего размера, из которых планируют сделать детали более высокой сортности. (Подробнее о пиломатериалах  в Минске на STANERS.BY)

Области применения сосны

  • Сосну используют в строительстве, для производства конструкционных и отделочных материалов, для изготовления мебели, производства машин, выпуска тары, закрепления выработок в горном деле и в железнодорожном транспорте.
  • Сосну используют как сырье для производства целлюлозы и в производстве кормовых дрожжей.
  • Из-за повышенного содержания смолы и особенностей структуры древесины сосна не годится для массового мебельного производства.
  • После специальной обработки для удаления смоляного излишка древесину используют в производстве бань и саун.
  • Основная причина популярности сосновых пиломатериалов  — распространенность и доступная цена.
  • Практические советы по применению сосновой древесины разных сортов
  • Первый сорт
  • К 1-му сорту относятся высокопробные пиломатериалы, которые подходят для использования (целиком или после раскраивания на заготовки) в производстве кузовных реек, оконных и дверных частей, обшивочных материалов.
  • Второй сорт
  • Пиломатериалы 2-го сорта используют в качестве болванок для изделий из сосны, которые используют в менее ответственных строительных задачах: обустройстве полов, площадок, облицовке стен.
  • Третий сорт
  • Сосновые пиломатериалы 3-го сорта подходят для строительных нужд и изготовления изделий, которые не подвергают серьезным механическим нагрузкам.
  • Четвертый сорт
  • К четвертому сорту относятся пиломатериалы с худшими свойствами, которые используют при изготовлении малоответственных изделий (болванки, клинья, дощечки для лотков и другой тары).

Качество сосновых пиломатериалов визуально определяют по годовым кольцам в вертикальном разрезе: чем больше видно колец — тем выше качество. Чем меньше промежутки между кольцами, тем плотнее и прочнее древесина. Прочностные характеристики сосновых пиломатериалов во многом определяет зона произрастания: в северных районах годовые кольца — уже, потому что за теплый сезон ткани дерева успевают дать меньший годовой прирост. Чем холоднее климат — тем выше ценят древесину сосны.

 Загрузка …

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector