Строение древесины

Содержание

• Строение ствола
• Макростроение древесины
• Пороки древесины

Древесинове́дение — научная дисциплина, изучающая строение и свойства древесины и древесной коры как материалов.  Предметом её рассмотрения являются макро- и микроскопическое строение, химические, физические свойства древесины и коры,  пороки древесины; стойкость её к воздействию физических, химических и биологических факторов; характеристики древесины различных лесных пород.

        Строение ствола

• кора  
• камбий
• древесина

строение ствола

      Кора

• корка и пробка
• луб 
• применение пробки
• применение луба

Поверхность ствола покрыта корой. Кора состоит из наружных омертвелых покровных клеток - придермы (корки и пробки) и живых клеток флоэмы (луб, подкорье). 

Корка и пробка

Корка и пробковый слой коры являются отмершими. Пробка обладает газо- и водонепроницаемостью, а также высокими теплоизолирующими свойствами (из-за содержащегося в ней воздуха), что очень важно для растений с сезонно изменяющимся климатом.

Луб

Флоэма (луб) служит проводником соков, питающих дерево. Это — внутренняя часть коры, примыкающая снаружи к камбию и нарождающаяся из него.

 Нарастание пробкового слоя осуществляется преимущественно за счет пробкового камбия, который образуется внутри живого луба или сплошным цилиндрическим слоем, или отдельными участками. При делении клеток луба, во внутреннюю сторону ствола откладывается живая ткань, а на наружную - слои водонепроницаемой пробки. Через какое-то время пробковый камбий оказывается близко от поверхности и отмирает, а во внутренней коре ему на смену закладывается новый. Так как пробковый камбий образуется неравномерно, а кора трескается при натяжении во время роста, то поверхность стволов и старых веток имеет рельеф. С возрастом дерева толщина коры увеличивается, что приводит к непрерывному отслаиванию наружных пластов. 

Применение пробки

Кора дерева (пробка и луб) издревле и по настоящее время используются как природный конструкционный материал с уникальными  свойствами.

Пробка — одно из самых лёгких природных твёрдых тел и немногое из твёрдых тел, объём которого значительно уменьшается под влиянием внешнего давления, частично восстанавливающийся после снятия нагрузки. Эти свойства, а также низкая тепло- и звукопроводность, как и непроницаемость для многих жидкостей — обусловливают все главнейшие применения этого материала.  В качестве промышленного материала используется пробка, получаемая из коры двух видов дуба: дуба пробкового и дуба западного.  Главное применение пробок - закупоривание бутылок. Пробкой из коры дуба первым догадался укупоривать бутылки  Пьер Периньон в конце 17 века. Известная марка шампанского "Дом Периньон" названа в его честь. Периньон служил келарем в монастыре и был одним из первых пропагандистов игристого вина, отнюдь не преобладавшего в его эпоху и внёс ряд усовершенствований в технологию его производства. Он стал разливать вина в бутылки, что позволяло удерживать углекислый газ, доселе взрывавший бочки. При хранении бутылки кладут набок, чтобы контакт с жидкостью не давал пробке высохнуть. Из пробки изготовляются  спасательные пояса и круги, поплавки для рыболовных снарядов, стельки, не пропускающие сырость, для обуви (это самое древнее употребление сырья, которое даже носит в некоторых местностях название «туфельного дерева»), защитные головные уборы (пробковый шлем) и т. п. В грубо измельчённом виде пробка идёт благодаря своей упругости на укладку винограда и разных хрупких предметов, а вследствие своей низкой теплопроводности — для изолирования паро- и водопроводных труб. В смеси с известковым цементом из сырья делают посредством прессования лёгкие, плохо пропускающие тепло кирпичи и плитки. В недавнее время из пробковых кусочков начали изготовливать посредством прессования с клеящим составом плотные и однородные плитки и листы, заменяющие натуральную пробковую кору.

Пробка берёзы (берёста или береста) идёт на изготовления тары, поделок, выработку дёгтя. В старину берёсту широко использовали в строительстве (как стойкий к сырости прокладочный материал), для изготовления домашней утвари (плетёные берестяные лукошки, короба), художественных поделок, как материал для письма (берестяные грамоты). Различные народы использовали берёсту в качестве кровельного материала и для изготовления лодок.

Применение луба

Живой лубяной слой коры в старину являлся важным конструкционным материалом. Липовый луб шёл на кровли (под тёс), а луб молодых лип - на лыко. Из лыка вили верёвки, изготавливали плетёную обувь (лапти), а также рогожу - грубую хозяйственную ткань.  Для изготовления рогожи заготовлялось (надиралось) липовое лубьё. Затем оно месяц замачивалось в воде и разделывалось на узкие полоски, получалось мочало. И только после этого можно было приступать к выделке рогож. Особых приспособлений (станков, рам) для вязки не требовалось, всё делалось вручную. Из готовых мочал один человек вязал в среднем две  рогожи в день. В давние времена частой была поговорка: «Велика рогожа, да носить её негоже». До XV века снаряжение русских войск включало в себя кольчуги из дубового лыка и лыковые щиты. Из того же материала в России плели корзины, короба, кули, туеса и даже кресла и столы. Однако чаще всего лыко использовали в производстве лаптей. Ещё в XVIII веке этот вид обуви был популярен не только среди крестьян, но и среди горожан. Вплоть до второй половины следующего столетия лыковые лапти оставались основной обувью в сёлах и деревнях чернозёмных губерний.

      Камбий

Камбий - очень тонкий (неразличимый глазом) слой клеток между вторичной корой (лубяным слоем) и древесиной, в котором происходит рост дерева по толщине. Клетки камбия, делясь, образуют новые клетки древесины (ксилемы) на внутренней стороне, и новые клетки вторичной коры (флоэмы) на наружной стороне.

Клетки камбия делятся полярно, то есть с одной стороны образуют ксилему (древесину), а с другой - флоэму (луб). Деление клеток осуществляется не пропорционально, коры образуется гораздо меньше, чем древесины. Только клетки определенного типа в камбиальном кольце способны делиться, это так называемые инициальные клетки. Деление происходит продольно на две клетки тангентальной перегородкой. Одна из этих клеток становится новой инициальной клеткой, сохраняя свойства материнской клетки к последующему делению. Другая клетка, разделившись пополам еще раз, превращается в постоянные клетки или луба, или древесины, в зависимости от того, к какой части они примыкают. Отложение клеток древесины происходит по направлению к центру стебля, а клеток луба – к краю. Камбиальное кольцо расширяется за счет деления клеток камбия радиальными перегородками. Зимой камбий прекращает свою деятельность, следовательно, прекращается прирост растения в толщину. В связи с сезонными изменениями активности данного слоя древесины образуются годичные кольца.

      Макростроение древесины

• заболонь
• ядро
• сердцевина
• годичные кольца
• сердцевинные лучи
• сосуды
• смоляные ходы

Поперечный разрез ствола

Древесина:  1 - сердцевина   2 - сердцевинные лучи  3 - ядро  6 - заболонь  8 - годичные слои (кольца)

Камбий - 7 

Кора: 4 - пробковый слой  5 - луб

Основой ствола является древесина (ксилема), которая занимает около 90 % ствола. Она обеспечивает растениям механическую прочность и питание. На поперечном разрезе заметно, что древесина как правило делится на светлые и темные слои.

Заболонь - светлая часть древесины, расположенная ближе к краю и примыкающая к образовательной ткани - камбию. Заболонь является более молодой и эластичной частью ствола, толщина которой зависит от условий произрастания, от породы и др. Заболонь отличается от внутренней части (ядра) более светлой окраской, меньшей механической прочностью, содержит больше воды (по ней осуществляется активный транспорт воды к кроне) и менее стойка к поражениям грибами (плесенью) и насекомыми, чем ядро и спелая древесина. В раннем возрасте древесина всех пород состоит только из заболони и лишь с течением времени у некоторых пород образуется ядро. В растущем дереве заболонь - физиологически активная часть древесины; по ней осуществляется водный ток (от корней к кроне),  откладываются запасные питательные вещества. Живые клетки заболони определяют активный иммунитет древесины к различным болезням.

В заболони откладывается наиболее важная в промышленном отношении смола - живица, которую добывают из сосен подсочкой (разрезом коры с обнажением поверхности заболони). Живица используется для приготовления скипидара, канифоли, лечебных бальзамов. В результате перегонки живицы получается скипидар и канифоль, которая считается отличным паяльным флюсом и применяется для изготовления мыла, лаков, красок и производства бумаги. Молодая заболонь некоторых деревьев пригодна для употребления в пищу. Сосновая заболонь  заготавливалась раньше в Сибири в пищу в большом количестве. 

Ядро - тёмная часть древесины,  расположенная ближе к центру. Ядро является самой прочной и ценной частью древесины. Оно образуется отмершими клетками, отложениями солей, дубильных веществ и др. Полагают, что ядро образуется у всех пород, только у одних тёмная окраска его возникает всегда или при определённых условиях, а у остальных оно остается светлым. У некоторых пород центральная часть, не отличаясь по цвету от наружной, содержит (в растущем дереве) значительно меньше воды и называется спелой древесиной. Следовательно, спелая древесина - это неокрашенное ядро. 

Породы, имеющие окрашенное ядро, называются ядровыми (сосна, лиственница, дуб, кедр), а породы со спелой древесиной — спелодревесными (пихта, ель, липа, бук).  Если же между центральной и периферической частями древесины нет разницы ни в цвете, ни в содержании воды, то породы называются заболонными, не имеющими ядра (осина, ольха, клён берёза).

Ядровая и заболонная породы  

Окрашенное ядро среди хвойных пород имеют лиственница, сосна, кедр, тис, можжевельник; среди лиственных — дуб, ясень, вяз, ильм, карагач, грецкий орех, тополь, ива, рябина и др. По причине меньшей прочности заболонь некоторых пород дерева, например, дуба, принципиально не используется. 

К заболонным породам относятся многие лиственные — берёза, ольха, липа, граб, клён, самшит, груша, орешник и др. Спелую древесину среди хвойных пород имеют ель и пихта, а среди лиственных — бук, осина и некоторые другие.

Процесс образования ядра заключается в отмирании живых элементов древесины, закупорке водопроводящих путей, отложении смолы и углекислого кальция, пропитке дубильными и красящими веществами, в результате чего цвет ядровой древесины изменяется, увеличивается ее плотность, стойкость против гниения и механические свойства. В растущем дереве ядро играет главным образом механическую роль, придавая стволу необходимую устойчивость; вместе с тем ядро может служить хранилищем для воды (у дуба, вяза).

У одних пород образование ядра начинается рано (у дуба, например, на 8-й год) и заболонь бывает узкой, у других — значительно позднее (у сосны в возрасте 30 лет), что обусловливает наличие широкой заболони. С возрастом размеры ядра увеличиваются за счет перехода части заболонной древесины в ядровую. Так, у дуба объем ядра при диаметре ствола 15 см составляет примерно 50% объема заболони,а при диаметре 60 см заболонь составляет всего 10% ядра.

Сердцевина

Серцевина находится близко к центру ствола, формируется в первый год жизни дерева, и залегает по всей его длине внутри первого годичного слоя. Она представлена рыхлой тканью, состоящей из живых клеток, которые образуются делением клеток верхушечной образовательной ткани при росте дерева в высоту.  В круглых сортиментах сердцевинная трубка неизбежна и пороком не считается. В деталях малого сечения сердцевинная трубка, образованная рыхлой тканью, может снижать прочность древесины; в сортиментах крупных размеров непосредственное ее влияние вследствие очень малых размеров не обнаруживается. Однако многочисленные сучки в зоне древесины, прилегающей к сердцевинной трубке, безусловно снижают механические свойства древесины. Кроме того, при сушке пиломатериалов с сердцевинной трубкой наблюдается большее растрескивание. Вследствие этих причин сердцевинная трубка понижает сортность пиломатериалов, а в определенных видах специальных сортиментов совершенно не допускается.

смещённая и двойная сердцевина

В сортиментах, выпиленных из ствола вблизи его разделения на отдельные вершины, могут быть две сердцевины (двойная сердцевина). Каждая сердцевина имеет свою систему годичных слоев и по периферии ствола окружена общей системой годичных слоев. Сечение ствола принимает эллиптическую форму. Между каждой системой годичных слоев часто наблюдается закрытая прорость. Сортименты с двойной сердцевиной сильнее коробятся и растрескиваются. Механическая обработка таких сортиментов  затрудняется и сопровождается увеличением отходов. При наличии двойной сердцевины сортность сортиментов снижается. Смещённая сердцевина - эксцентричное расположение сердцевины. Как правило, сосопровождается овальностью ствола. Может являться признаком присутствия в стволе крени и тяговой древесины.  

Годичные кольца

разрезы ствола и рисунок годичных слоёв

1 - торцовый  2 - радиальный   3 - тангенциальный

Рассматривая поперечный разрез древесины, можно увидеть, что она состоит из поочередных светлых и темных концентрических колец. Каждая пара колец (светлое и темное) образуется в течение года, благодаря деятельности камбия, и называется годичное кольцо. Хорошо выражены годичные кольца у хвойных деревьев, произрастающих в умеренном и холодном климате. У них каждое кольцо появляется в соответствии с приростом за один вегетационный период. Быстрый весенне-летний рост камбия сменяется периодом зимнего покоя. Структура, блеск, прочность, цвет и другие механические свойства древесины, образованной из камбия весной и летом, отличаются от таковых древесины, сформированной во второй половине вегетационного периода. Внутренняя полоса годичного кольца светлее по цвету и более рыхлая, называется ранней древесиной, а внешняя – темнее и плотнее, называется поздней древесиной. Различие между ранней и поздней древесиной сильнее выражено у хвойных пород (особенно в лиственнице) и в меньшей мере — у многих лиственных пород, поэтому годичные слои хорошо видны в хвойных породах и часто слабо заметны в лиственных. По ранней древесине годичных слоев в растущем дереве происходит передвижение воды вверх по стволу, а поздняя древесина выполняет преимущественно механические функции.  

В зависимости от породы, возраста, условий произрастания, положения в стволе соотношение между ранней и поздней древесиной может сильно изменяться. В стволе дерева хвойных пород содержание поздней древесины в годичных слоях сначала увеличивается в направлении от сердцевины к коре, достигает максимума, а затем в слоях, расположенных ближе к коре, уменьшается. По высоте ствола содержание поздней древесины убывает по направлению от комля к вершине. Так как поздняя древесина плотнее, тяжелее и тверже ранней, от количества именно поздней древесины зависят цвет, плотность и прочность древесины в целом. Наиболее прочной и качественной является древесина с преимущественным содержанием поздней древесины в годичных кольцах, располагающаяся посередине между корой и сердцевиной в нижней части ствола. Резкое различие строения и внешнего вида поздней зоны предыдущего годичного слоя и ранней древесины последующего слоя обусловливает более или менее ясную границу между годичными слоями и, следовательно, слоистое строение древесины в целом.

Годичные кольца создают текстурный рисунок на изделиях из дерева. Вид рисунка зависит от вида распила ствола. На торцовом разрезе рсунок годичных слоёв имеет вид концентрических колец, на радиальном разрезе годичные слои имеют вид продольных параллельных полос, а на тангенциальном — извилистых линий. По количеству годичных колец на спиле дерева в нижней части ствола можно приблизительно судить о возрасте дерева. 

Сердцевинные лучи

На поперечном разрезе некоторых пород хорошо видны светлые, в большинстве случаев блестящие линии, расходящиеся от сердцевины к коре по радиусам и называемые сердцевинными лучами. Сердцевинные лучи есть в древесине всех пород, но лишь у немногих пород они настолько широки, что ясно видны невооруженным глазом на поперечном разрезе.

Один лучи начинаются от сердцевины и идут до коры, пронизывая всю толщу древесины по радиусу; эти лучи называются первичными. Остальные лучи, называемые вторичными, могут начинаться на разном расстоянии от сердцевины, но, раз возникнув, каждый луч обязательно доходит до коры и продолжается в ней. Ширина сердцевинных лучей, измеряемая на поперечном разрезе ствола, в зависимости от породы, колеблется от 0,005 до 1 мм. Количество сердцевинных лучей в древесине очень велико. Так, у сосны и березы на 1 см² поверхности тангенциального разреза насчитывается свыше 3000, а у можжевельника, где сердцевинные лучи чрезвычайно узкие, до 15ООО. По сердцевинным лучам в горизонтальном направлении перемещаются вода, питательные вещества и воздух, в них осенью происходит образование питательных веществ и расходование их весной. Сердцевинные лучи состоят из тонкостенных менее прочных клеток, чем клетки древесины. Они придают древесине блеск и текстуру, оказывают сильное влияние на усушку, обусловливая разницу между радиальной и тангентальной ( правильнее было бы называть тангенциальной) усушкой, влияют на механич еские свойства. Древесина хорошо раскалывается по направлению сердцевинных лучей, по ним же она растрескивается при высыхании.

Сосуды

На поперечном разрезе древесины некоторых лиственных пород (дуба, грецкого ореха и др.) можно заметить мелкие отверстия, представляющие собой поперечные разрезы сосудов. Сосуды имеют форму трубок разной величины и являются характерным элементом строения древесины лиственных пород. У хвойных пород сосудов нет. Сосуды делятся на крупные, ясно заметные невооруженным глазом, и мелкие, неразличимые невооруженным глазом. В некоторых породах мелкие сосуды собраны в группы, которые можно обнаружить без микроскопа. На продольных разрезах сосуды, особенно крупные, бывают заметны в виде бороздок. Сосуды редко проходят в стволе строго вертикально, поэтому на продольных разрезах бороздки обычно бывают короткими, так как в разрез попадает только часть сосуда. Диаметр крупных сосудов колеблется от 0,2 до 0,4 мм, мелких — от 0,016 до 0,1 мм. Длина сосудов обычно не превышает 10 см, но у дуба достигает 3,6 м. В растущем дереве по сосудам поднимается вода из корней в крону; в срубленной древесине сосуды, являясь слабыми элементами, понижают ее прочность.

Смоляные ходы

Для древесины хвойных пород характерны смоляные ходы. Они представляют собой тонкие наполненные смолой каналы и имеются в древесине сосны, кедра, лиственницы и ели; в древесине пихты, тисса и можжевельника смоляных ходов нет. В стволе различают вертикальные и горизонтальные смоляные ходы.

Горизонтальные ходы проходят по сердцевинным лучам и связаны с вертикальными в общую смолоносную систему. Невооруженным глазом можно рассмотреть только вертикальные смоляные ходы, которые на поперечном разрезе заметны в поздней зоне годичных слоев в виде беловатых точек. Больше всего смоляных ходов содержит сосна, а наиболее крупных размеров они достигают у кедра. Диаметр их составляет в среднем 0,08 -0,14 мм. Смоляные ходы сами по себе не могут оказывать влияние на свойства древесины, но заполняющая их смола повышает стойкость древесины против гниения. Смоляные ходы имеют важное значение при подсочке, в результате которой добывают жидкую смолу (живицу) из растущих деревьев, главным образом сосны.

        Пороки древесины

• сучки
• трещины
• пороки строения древесины
• пороки формы ствола
• химические окраски
• грибные поражения
• поражения насекомыми
• дефекты обработки древесины

Естественные пороки, (в отличие от дефектов обработки, возникающих при заготовке, пилении и транспортировке древесины), образуются в процессе роста дерева, из-за различных климатических условий и места произрастания, случайных повреждений, естественного старения,  микроорганизмов, насекомых и птиц. Влияние порока на качество древесины определяется его видом, размерами, расположением и назначением пиломатериала. Поэтому пороки, нежелательные в одних видах лесоматериалов, могут не приниматься во внимание в других и быть желательными в третьих. Только пороки, значительно снижающие прочность древесины, как, например, гнили, считаются безусловными. Некоторые пороки древесины используются в декоративных целях, в изготовлениимебели и других изделий.

Всего в ГОСТ 2140-81 занесена 181 разновидность пороков и дефектов древесины.

Сучки 

Сучки: сросшиеся и частично сросшиеся

В группу пороков, объединенных этим названием, входит два вида пороков: сучки и глазки. Сучок представляет собой основание ветви, заключенное в древесину ствола.  На разрезах древесины сучки заметны в виде темноватого участка, имеющего самостоятельную систему годичных слоев

Основной сортообразующий порок лесоматериалов. Сучки значительно снижают ценность древесины как материала и её сортность. В местах прорастания веток уменьшается прочность, так как сучок имеет собственную клеточную структуру, направленную под углом к окружающим волокнам. Присутствуют во всех сортах древесины.

По степени срастания с окружающей древесиной сучки делятся на сросшиеся, частично сросшиеся и несросшиеся. Если здоровый несросшийся сучок в доске не имеет связи с окружающей древесиной, при высыхании он может выпасть, оставив отверстие; отверстие образуется также в том случае, если древесина сучка сгнила и выкрошилась. По состоянию древесины сучки делятся на здоровые, темные просмоленные, загнившие, гнилые и табачные.  Здоровым называется сучок, если древесина его не имеет признаков гнили и окрашена лишь слегка темнее окружающей древесины. В процессе распиловки древесины и высыхания несросшиеся и частично сросшиеся сучки часто теряют связь с основой и выпадают.

Трещины

Трещина — это разрыв древесины вдоль, реже поперёк волокон. Различать трещины по видам имеет смысл только в крупных сортиментах, в мелких же трещины следует рассматривать как единый порок, выделяя только поперечные и, в некоторых случаях, отлуп. Различают метиковые, отлупные и морозные трещины, появляющиеся в растущем дереве, и трещины, возникающие в срубленной древесине (см. дефекты обработки древесины).

виды трещин

Метиковая трещина -  радиально направленная трещина в ядре ствола, отходящая от сердцевины. Имеет значительную протяжённость по длине комлевой части ствола, иногда достигая кроны. Встречается в стволах растущих деревьев всех пород, чаще в перестойных буке, сосне и лиственнице. В процессе просыхания срубленной древесины (или при повале дерева) увеличивается и может переходить в заболонь. В зависимости от расположения на торцах круглого лесоматериала может быть простой, когда одна или две трещины расположены по одному диаметру и идут по длине в одной плоскости, сложной, когда две или несколько трещин на торце расположены под углом друг к другу, что возникает при спиральном расположении волокон (см. наклон волокон). В пиломатериалах метиковые трещины обнаруживаются на торцах и на боковых поверхностях. Они возникают в результате внутренних напряжений роста под влиянием раскачивания дерева ветром.

метиковая трещина

Отлупные трещины представляют собой отслоения (по годичному слою) древесины внутри стволов растущих деревьев всех пород. Эти трещины имеют некоторую протяженность по высоте ствола; снаружи ствола они не видны. Отлуп на торцах круглых лесоматериалов можно обнаружить в виде дугообразных (не заполненных смолой) или кольцевых трещин, на торцах пиломатериалов в виде трещин-луночек, а на боковых поверхностях в виде продольных трещин или желобчатых углублений. До сих пор причина появления отлупных трещин точно не установлена.

отлупная трещина

Морозные трещины представляют собой наружные продольные разрывы древесины стволов растущих деревьев лиственных (реже хвойных) пород. Распространяются они в глубь ствола по радиальным направлениям. Морозные трещины образуются при резком снижении температуры зимой. Подобного вида трещины возникают также от удара молний. В пиломатериалах они обнаруживаются в виде длинных радиальных трещин с уширенными около них годичными слоями. Стенки трещин — темные или засмоленные (у хвойных пород).

морозная трещина

Пороки строения древесины

• смоляные кармашки
• засмолок
• водослой
• сухобокость
• прорость
• наклон волокон
• свилеватость
• глазки
• завиток
• крень
• тяговая древесина
• ложное ядро
• пятнистость

Смоляные кармашки

 Смоляной кармашек

Смоляными кармашками называются полости между годичными слоями, заполненные смолой. Такие смоловместилища встречаются у хвойных пород, содержащих смоляные ходы, особенно часто у ели. Смоляные кармашки снижают прочность древесины сосны при сжатии вдоль волокон на 15%, при растяжении вдоль волокон на 10%. Вытекающая из смоляных кармашков смола портит поверхность изделий, препятствует лицевой отделке, склеиванию материалов и т. д.

Засмолок

Засмолок

Засмолками называются обильно пропитанные смолой участки древесины, образующиеся вследствие ранения стволов хвойных пород, содержащих смоляные ходы и смоляные клетки. Чаще всего засмолки встречаются у сосны. На круглых сортиментах они обнаруживаются по наличию ран и по скоплению смолы. Засмоленные участки темнее окружающей нормальной древесины и в тонких сортиментах просвечивают. Засмоленная древесина имеет несколько повышенные механические свойства, значительно меньшую водопроницаемость, влаго- и водопоглощение. Засмоленная древесина имеет повышенную стойкость к загниванию, но плохо отделывается и склеивается.

Водослой

Водослой

Участки ядра ненормально тёмной окраски, возникающие в растущем дереве в результате накопления влаги, расположенные преимущественно в комлевой части. На торцах свежесрубленных деревьев выглядят как мокрые, тёмные, а зимой - мёрзлые стекловидные пятна, на продольных разрезах — полосы. При высыхании тёмная окраска пропадает или бледнеет, но на поверхности появляются мелкие трещины. Водослой снижает механическую прочность, часто сопровождается гнилью. Встречается у всех пород дерева, чаще у хвойных.  Природа появления водослоя плохо изучена. Водослойная древесина отличается от здоровой повышенной усушкой и разбуханием. Водослой затрудняет пропитку древесины антисептиками.

Сухобокость 

 омертвевший в процессе роста дерева участок ствола, возникший в результате  обдира или ушиба коры или повреждения растущего дерева огнем.  Обычно лишена коры, углублена в ствол и окружена валиком нарастающей древесины и коры. Сухобокость на стволах сосны, не сопровождающаяся загниванием, не оказывает влияния на физико-механические свойства древесины.

Прорость 

Прорость открытая и закрытая

- зарастающая или заросшая рана, сопровождающаяся продольной щелью, как правило, заполненная остатками коры и омертвевшими тканями. Может сопровождаться засмолком, изменением окраски и грибными поражениями. По степени зарастания повреждения различают открытую и закрытую прорость. Открытая прорость наблюдается в том случае, если наплывы по краям повреждения сомкнулись, но не заросли поверх новыми слоями древесины. Закрытая прорость образуется при полном зарастании повреждения ствола новыми слоями древесины.

Наклон волокон (косослой)

Наклон волокон

1 - тангенциальный (естественный)  2 -радиальный (искусственный)

Тангенциальный наклон волокон (природный косослой) - выражается в расположении волокон по спирали вокруг оси дерева или по наклонному расположению волокон на  поверхности пиломатериала. Определяется по трещинам на стволе.  Косослой  порождает повышенную продольную усушку и винтовое коробление. Тангенциальный наклон волокон представляет собой очень распространенное природное явление. Наиболее часто встречается он в стволах сосны, ели, лиственницы и др. Широко распространен он в ленточных борах Западной Сибири и на Урале, где число стволов сосны с наклоном волокон достигает 80%

Радиальный наклон волокон (искусственный косослой) -  отклонение направления годовых слоёв от продольной оси пиломатериала, шпона или деталей. Возникает при распиле сортиментов с закомлистостью и кривизной, а также при неправильном распиле нормального лесоматериала. Радиальный наклон волокон получается также при раскрое на более мелкие заготовки (бруски, рейки) сердцовых (радиальных) досок под углом к их оси. Древесина с таким пороком плохо воспринимает поперечную нагрузку, не подходит для гнутья. Затрудняет механическую обработку (строжку и тёску)

Свилеватость

Свилеватость

 извилистое или беспорядочное расположение волокон древесины. Встречается на всех древесных породах. Из свилеватой древесины состоят наросты. Свилеватость характерна для карельской берёзы и многих тропических пород древесины. Снижает прочность древесины при растяжении, сжатии и изгибе, затрудняет строгание и тёску, зато высоко ценится в отделочных материалах. Различают волнистую свилеватость - с более-менее правильным расположением волокон, и путаную свилеватость - с беспорядочным расположением волокон.

Глазки

Этот порок встречается в древесине лиственных пород и представляет собой следы не развившихся в побег заросших спящих почек. Диаметр глазков редко превышает 5 мм. Чаще всего глазки бывают здоровыми, иногда загнившими. Группы глазков, расположенные друг от друга на расстоянии менее 10 мм, называются щетками.

Завиток

Завиток

местное искривление годичных слоёв, обусловленное близким расположением сучков и проростей. На боковых поверхностях пиломатериалов заметны скобообразные изогнутые или замкнутые концентрические контуры искривленных годичных слоев. Завитки делятся на односторонние и сквозные. Односторонним называется завиток, выходящий на одну или две смежные стороны сортимента. Сквозным называется завиток, выходящий на две противоположные стороны сортимента. Сильно снижает прочность древесины при расположении в растянутой зоне опасного сечения.

Крень

Крень сплошная (слева) и прожилковая (справа)

Изменение нормального строения древесины, выражающееся в резком увеличении ширины поздней зоны годичных слоев и повышении их твердости, называется кренью. На торцах лесоматериалов крень имеет вид дугообразных и кольцевых участков древесины, отличающихся более темной окраской по сравнению с окружающей древесиной. На боковых поверхностях пиломатериалов крень наблюдается в виде продольных темноокрашенных, тусклых полос древесины с повышенной твердостью. Крень встречается в сжатой зоне изогнутых стволов древесины хвойных пород, особенно часто у ели. Крень свойственна искривлённым и наклонно стоящим стволам и всем сучьям. Она может образовываться и в прямых, вертикально растущих деревьях, располагаясь непосредственно под крупными ветвями и двойной вершиной. Но в стволах таких деревьев крени гораздо меньше. Например, в прямоствольных соснах её количество колеблется от 4 до 19 %, в то время как в кривых деревьях крень занимает до 67 % древесины. Деревья, растущие на открытых местах, особо подвержены кренеобразованию.

 Различают местную (прожилковую) и сплошную крень. Местная крень  выражается в ненормальном развитии поздней древесины у одного или нескольких годичных слоев, она вызывается кратковременным изгибом ствола, под действием ветра, навала снега и других причин. Сплошная крень выражается в ненормальном развитии поздней древесины у большого количества соседних годичных слоев. На поперечных разрезах темноокрашенная креневая древесина с широкими годичными слоями занимает половину и более площади сечения. Сплошная крень встречается преимущественно в нижней части ствола кривых или наклонно растущих деревьев (в сжатой зоне) при длительном действии нагрузок.

Местная (прожилковая) крень допускается с определенными ограничениями в большинстве сортиментов. Сплошная крень снижает сортность сортиментов.

На физико-механические свойства древесины крень оказывает существенное влияние. Одни из них ухудшаются, другие улучшаются.  

Усушка креневой древесины вдоль волокон гораздо выше, чем нормальной древесины, что служит причиной растрескивания и продольного коробления, особенно пиломатериалов небольших поперечных размеров.  Поперечная усушка меньше нормальной, из-за чего крень даёт ме́ньшую объёмную усушку, чем нормальная древесина. Балки с большим содержанием креневой древесины могут при высыхании получить разрывы вдоль волокон в местах расположения крени. Кроме того, креневая древесина обладает меньшим водопоглощением, что затрудняет ее пропитку.

Крень не является серьёзным пороком в деталях с крупными поперечными размерами. Но следует избегать распиливания креневой древесины на тонкие доски, предназначенные для выработки деталей, в которых важное значение имеет стабильность размеров. Так, в мебельных заготовках крень является серьёзным пороком. 

Тяговая древесина

Крень - порок хвойных пород. В стволах лиственных пород при аналогичных условиях (чаще под влиянием изгиба) происходит увеличение ширины годичных слоев в растянутой зоне, где образуется тяговая древесина, отличающаяся от нормальной строением и свойствами. овышает прочность древесины при растяжении вдоль волокон и ударную вязкость при изгибе, снижает прочность при сжатии волокон и статическом изгибе, повышает усушку во всех направлениях, что способствует короблению и появлению трещин, затрудняет обработку, приводя к образованию ворсистости

Ложное ядро

Ложное ядро

Ложным ядром называется темно-окрашенная внутренняя зона древесины безъядровых лиственных пород (бука, березы, клена, граба, ольхи, осины и др.). От настоящего ядра она отличается неоднородным строением и менее правильной формой.  От заболони ложное ядро отделено темной (реже светлой) каймой. На продольных разрезах заметна широкая полоса одного или нескольких из указанных цветов. При отсутствии признаков грибного поражения не влияет на прочность древесины, но в случае загнивания ложное ядро становится хрупким, портит внешний вид древесины, снижает её прочность при растяжении вдоль волокон и проницаемость. У берёзы легко растрескивается.

Внутренняя заболонь

порок древесины лиственных пород, характеризующийся образованием в её ядре нескольких смежных годичных слоев, по цвету и свойствам похожих на заболонь. Возникает чаще у дуба и ясеня вследствие нарушения деятельности камбия и процесса ядрообразования под влиянием сильных и внезапных морозов, повышенной температуры, воздействия грибов и бактерий. Внутренняя заболонь характеризуется повышенной проницаемостью для жидкостей, усыхает сильнее ядровой древесины. Легче загнивает; в растущем дереве способствует распространению грибных поражений. При высыхании древесины на торцах сортиментов могут появляться отлупные трещины. Не допускается в заготовках для высококачественной мебели.

Пятнистость

В древесине лиственных пород под воздействием физико-химических факторов, грибов и насекомых образуются сравнительно небольшие по размерам темноокрашенные участки древесины (по цвету напоминающие ядро и сердцевину), среди которых в зависимости от формы и расположения в стволе различают тангенциальную и радиальную пятнистость, а также сердцевинные повторения. Пятнистость не оказывает влияния на физико-механические свойства древесины.

Пороки формы ствола

• Сбежистость
• Закомелистость
• Нарост
• Кривизна

Сбежистость

Для всех стволов деревьев характерно выраженное в большей или меньшей степени постепенное уменьшение диаметра в направлении от комля к вершине (сбег). Если на каждый метр высоты ствола (длины сортимента) диаметр уменьшается более чем на 1 см, то такое явление признается ненормальным и считается пороком — сбежистостью. Стволы лиственных пород более сбежисты, чем стволы хвойных. Сильно сбежистые стволы у деревьев, выросших на свободе или в редком стоянии. Сбежистость косвенным образом влияет на прочность, так как является причиной появления в пиломатериалах порока — радиального наклона волокон

Закомелистость

Резкое увеличение диаметра в нижней части ствола, встречающееся у всех пород, называется закомелистостью. Она наблюдается на небольшом протяжении ствола (длиной до 1 м). В зависимости от формы комлевой части сортимента различаются округлая и ребристая закомелистости.

Нарост

Местные утолщения (наплывы) ствола называются наростами. Форма наростов большей частью округлая или шарообразная. Наросты образуются в результате разрастания тканей под влиянием различных раздражений или повреждений ствола, которые вызываются действием грибов, мороза, механическими причинами, пожарами и др. Наросты надо рассматривать как условный порок: для применения древесины в качестве конструкционного материала они малопригодны, в то же время наросты со свилеватым строением древесины высоко ценятся, если от древесины требуется красивый внешний вид.

Кривизна

Искривление ствола по длине (кривизна) встречается у всех древесных пород. Вследствие потери верхушечного побега и замены его боковой ветвью из-за наклона дерева в сторону лучшего освещения при росте на горных склонах и по другим причинам ствол дерева может оказаться искривленным. Кривизна затрудняет применение круглых лесоматериалов по назначению, снижает выход пиломатериалов и шпона, служит причиной образования радиального наклона волокон.

Химические окраски

Химическая окраска - ненормально окрашенные участки в свежераспиленной или свежесрубленной древесине, изменившие цвет в результате химических и дубильных процессов, по большей части во время лесосплава. Расположены обычно в поверхностных слоях древесины (1-5 мм). При высыхании в той или иной степени выцветают. Появляются у многих лиственных и хвойных пород древесины. Не меняют физико-химические свойства древесины, но ухудшают её внешний вид. Отличаются от окрасок грибного происхождения большей равномерностью и расположением в поверхностных слоях древесины. В зависимости от цвета и причины возникновения окраски делятся на продубину, дубильные потеки и сплавную желтизну.

Грибные поражения

 В деревья споры грибов проникают через естественные и искусственные раны, которые появляются в результате отмирания ветвей или повреждений. Здоровая, неповрежденная кора препятствует проникновению спор.

Для прорастания спор и развития гриба необходимы благоприятная температура и наличие в древесине влаги и воздуха. При влажности древесины ниже 20% грибы развиваться не могут; невозможно также развитие грибов в древесине, полностью насыщенной водой, так как в ней недостает воздуха. Грибы могут оставаться живыми под водой не более 1-3 месяцев. На этом основано мокрое хранение древесины или хранение ее под водой. При температуре ниже 2 и выше 45° развитие грибов прекращается.

Попав в благоприятные условия, споры прорастают, образуя гифы (тонкие бесцветные или окрашенные нити), которые, разветвляясь и сплетаясь, образуют мицелий гриба, или грибницу.

Под воздействием грибов в древесине происходит двоякого рода изменения. В одном случае физико-механические свойства древесины почти не изменяются. Древесина лишь принимает ту или иную интенсивную окраску, зависящую от выделяемых грибом пигментов или цвета гиф; такого рода изменения называются окрашиванием древесины, а вызывающие их грибы — деревоокрашивающими.  В других случаях грибы вызывают изменения физико-механических свойств древесины и в конце концов разрушают ее; такого рода изменения называются гниением древесины, а вызывающие их грибы — дереворазрушающими. Следует отличать грибные поражения от химических окрасок, появляющихся в основном на лесосплаве в силу воздействия дубильных веществ.

• внутренняя темнина
• плесень
• заболонные окраски
• побурение
• внутренняя гниль
• заболонная гниль
• наружная трухлявая гниль

Внутренняя темнина

ненормально окрашенные участки ядра, возникающие в растущем дереве и сохранившие структуру древесины без понижения её твёрдости. Окраска розовая, красноватая, красная, бурая, коричневая, серая, фиолетовая, либо даже почти чёрная. В тёмном ядре внутренняя темнина может быть темнее или светлее его. 
В срубленном дереве, как правило, дальнейшего развития этого порока не происходит. Встречается внутренняя темнина у всех пород как в ядре, так и в спелой древесине и в ложном ядре.
Может вызываться как деревоокрашивающими грибами или слабыми разрушителями, так и активными дереворазрушителями, являясь в этом случае начальной стадией гнили.
Механические свойства древесины изменяются мало, но портится её внешний вид и повышается водопроницаемость. Сильно снижается биостойкость.

Плесень

Плесень представляет собой поверхностную окраску, образуемую грибницами и плодоношением плесневых грибов. Окраска чаще всего появляется на сырой заболони при хранении лесоматериалов; встречается она на древесине всех пород. Плесень наблюдается в виде отдельных пятен или сплошного налета сине-зеленого, голубого, зеленого, черного, розового и других цветов в зависимости от окраски спор и грибниц, а также от выделяемого пигмента. После просыхания налет легко сметается, оставляя иногда на поверхности грязноватые или цветные пятна. Плесень обычно не оказывает влияния на физико-механические свойства древесины. Однако в определенных условиях при длительном воздействии грибы плесени могут вызывать серьезные разрушения древесины. Грибы плесени разрушают животные клеи, поэтому подлежащая склейке древесина должна быть подвергнута стерилизации путем проведения камерной сушки.

Заболонные окраски

Заболонные окраски образуются главным образом под воздействием грибов, не вызывающих образование гнили (деревоокрашивающие грибы). Среди заболонных грибных окрасок различают синеву — синевато-серую окраску и цветные заболонные пятна оранжевого, желтого, розового и коричневого цвета. Если древесина под действием грибов окрашивается в бледные тона и текстура древесины остается хорошо видимой, такие окраски называются светлыми. Синева не оказывает существенного влияния на механические свойства древесины.  Вместе с тем воздействие грибов на древесину, если оно не приводит к существенному снижению прочности, оказывается полезным для облегчения пропитки древесины антисептиками. Засинелая древесина ели (шпалы) пропитывается антисептиками значительно лучше, чем здоровая.

Побурение

При хранении свежесрубленной древесины безъядровых лиственных пород в теплое время года заболонь приобретает бурую окраску различной интенсивности и равномерности, иногда со слабо выраженными серыми или белесыми пятнами и полосами. Этот порок называется побурением. Побурение ухудшает внешний вид древесины. При побурении у березы и бука не наблюдается существенного снижения прочности при статических нагрузках и уменьшения твердости.

Заболонная гниль

В заболони срубленной или сухостойной древесины хвойных и лиственных пород под воздействием дереворазрушающих грибов появляется ненормальная окраска; твердость древесины при этом сохраняется или снижается. Заболонная гниль развивается при длительном неправильном хранении круглых лесоматериалов, а также пиломатериалов. Она наблюдается в виде пятен и полос, а иногда захватывает всю заболонь. У хвойных пород зоны поражения имеют желтовато-бурый цвет, у лиственных — чаще всего пеструю, напоминающую рисунок мрамора окраску — грязно-белые участки отграничены от бурых тонкими черными линиями; гниль обычно следует за побурением. Зона поражения может иногда захватывать ядро и спелую древесину (особенно у лиственных пород). Различают твердую и мягкую гниль. При твердой гнили древесина изменяет окраску, но по твердости практически не отличается от здоровой древесины. При мягкой гнили пораженная древесина имеет пониженную твердость и окрашена в более светлые тона. Твердая заболонная гниль оказывает существенное влияние на механические свойства древесины. При сжатии древесины хвойных пород (сосны, ели) вдоль волокон снижение предела прочности доходит до 25—30%. Водопоглощеие  увеличиваются. Заметно ухудшаются механические свойства  у пораженной древесины лиственных пород (березы, бука, граба). С переходом твердой гнили в мягкую древесина становится легкой, рыхлой, при нажиме легко деформируется и почти полностью теряет способность сопротивляться механическим нагрузкам.

Внутренняя гниль

Внутренняя гниль представляет собой конечную стадию поражения древесины растущего дерева разрушающими грибами, выражающуюся в снижении твердости и прочности древесины, изменении ее нормальной структуры и цвета. Механические свойства гнилой древесины резко ухудшаются и способность ее сопротивляться усилиям почти полностью утрачивается.  В связи с большим водопоглощением она быстрее пропитывается антисептиками. Это имеет значение тогда, когда пораженную древесину приходится пропитывать в постройках, если ее нельзя удалить по конструктивным соображениям.  

Наружная трухлявая гниль

Такая гниль возникает в заболони и ядре лесоматериалов всех пород вследствие поражения древесины сильными дереворазрушающими грибами при длительном неправильном хранении ее, а также при неблагоприятных условиях эксплуатации деревянных элементов конструкций и изделий. Загнивание наблюдается преимущественно в наружных частях как заболонной, так и ядровой зоны сортимента или детали, охватывает все поперечное сечение или часть его и распространяется в глубь древесины. В некоторых случаях поражение может начинаться во внутренних слоях древесины, куда споры грибов проникают через глубокие наружные трещины. Древесина вначале окрашивается в светло-бурый цвет разных оттенков, затем темнеет, становится бурой или темно-коричневой. У пораженной древесины резко снижены механические свойства. Такая древесина - опасный источник грибной инфекции для деревянных зданий и сооружений. В деревянных элементах зданий и сооружений гниль возникает под действием домовых, столбовых, шпальных и других видов грибов. В зданиях на деревянных элементах, подвергающихся периодическому увлажнению в результате конденсации водяных паров воздуха, развиваются домовые грибы. 

Домовые грибы обладают способностью сильно увлажнять древесину водой, выделяющейся при разложении целлюлозы на углекислоту и воду. При разрушении 1 м3 древесины сосны (плотность 0,5 г/см3) образуется 140 л воды. Если образовавшаяся при гниении древесины вода не испаряется, она может вполне удовлетворять потребность грибов, поэтому домовые грибы в замкнутых и плохо вентилируемых пространствах могут распространяться на сухую древесину, вызывая ее постепенное увлажнение и разрушение.  Настоящий домовый гриб при благоприятных условиях развития может разрушить новое строение в 1—2 года.

Поражения насекомыми

Повреждение древесины насекомыми называются червоточиной. На поверхности лесоматериалов видны круглые или овальные отверстия, бороздки или канавки. Основные разрушения совершают не взрослые насекомые, а их личинки, использующие древесину и кору для своего питания. В подавляющем большинстве случаев насекомые, закончив цикл развития во влажной древесине, после высыхания древесины вторично ее не заселяют. При хранении древесины насекомые повреждают в большей степени хвойные, чем лиственные лесоматериалы. Насекомые, разрушающие древесину, интенсивно развиваются при теплой и сухой погоде. Оптимальная температура, благоприятствующая жизнедеятельности насекомых, 18—24°, а относительная влажность воздуха 60-90%. В зависимости от глубины залегания различается червоточина поверхностная (до 3 мм), неглубокая (до 5 мм в пиломатериалах) и глубокая.

Дефекты обработки древесины

Дефекты обработки древесины - пороки древесины механического происхождения, возникающие при её обработке: заготовке, транспортировке, сушке, пилении, фрезеровании, шлифовании и т. д. 

Механические повреждения ствола - это  повреждения, нанесённые инструментами или механизмами при выращивании, заготовке, транспортировке, сортировке. К ним относятся обдир коры, заруб, запил, отщеп, скол. Такие повреждения способствуют заражению грибами древесины ствола и, особенно, круглых лесоматериалов при хранении.

Дефекты распиловки, строгания, фрезерования, шлифования  вызывают брак продукции и снижают её качество и сортностть. Они обусловлены как правило нарушением технологией распиловки и обработки, изношенностью оборудования и затупленностью режущего инструмента. К ним относятся обзол (непиленные торцы досок), риски, волнистость, ворсистость, мшистость, бахрома, царапины, дефекты шлифовки, ожоги и др.

Покоробленность - это изменение формы сортимента при распиловке, сушке или хранении. Покоробленность при сушке возникает вследствие разницы усушки в тангентальном и радиальном направлениях. Продольная покоробленность может также являться следствием наличия в сортименте сортименте косослоя, креневой или тяговой древесины или крупных сучков. При сушке древесины всегда в большей степени усыхает периферийная, то есть заболонная сторона пиломатериала, соответственно, в эту же сторону и происходит изгиб. Величина покоробленности изменяется при высыхании и увлажнении древесины.

Поперечная и продольная покоробленности могут возникнуть и при распиловке древесины вследствие сохраняющихся в ней остаточных напряжений. Наблюдается коробление при обработке высушенных пиломатериалов: одностороннем фрезеровании, распиловке доски по толщине и т. п. 

Данный порок затрудняет использование древесного материала по назначению вплоть до полной его непригодности, снижает качество  изделий, увеличивает количество отходов и осложняет обработку. Для уменьшения коробления доски сушат в зажатом виде, подбирая режим, не вызывающий появления больших внутренних напряжений; для снятия остаточных напряжений сушки должна применяться конечная влаго- и теплообработка. Для исключения коробления при склеивании необходим правильный подбор соседних элементов.

Трещины срубленной древесины появляются в процессе валки дерева, при дальнейшем хранении и переработке. Появляются в древесине всех пород.

Трещины усушки - это наружные трещины, возникающие под действием внутренних напряжений при высыхании древесины и идущие от поверхности вглубь. На торцах трещины усушки часто имеют вид метиковых или отлупных трещин, но в отличие от них, имеют небольшую глубину и протяжённость вдоль волокон, обычно не более 1 м. Могут служить причиной заражения грибами.

трещины усушки

1 - в стволе, 2,3,4 - в пиломатериале

Трещины распиловки возникают в результате внутренних напряжений, высвобождающихся при пилении.

Трещины пропарки и пропитки появляются в условиях увеличения напряжений одновременно со снижением прочности древесины.