Древесина
Как уже упоминалось, для изготовления ставен используются самые различные материалы. Однако наиболее популярным все же остается древесина, поэтому о ней будет рассказано более подробно. К достоинствам этого материала относится то, что он очень удобен в обработке, прочен, легок и долго сохраняет тепло и приятный запах.
Для того чтобы работать с древесиной, нужен опыт. Она не относится к капризным строительным материалам, но некоторые ошибки невозможно исправить: нельзя будет надставить несколько сантиметров неровно отпиленной доски или выровнять испорченную поверхность без ущерба будущему изделию.
При работе можно либо исказить, либо подчеркнуть рисунок древесины. Во втором случае выполненное изделие только выиграет и будет прекрасно смотреться без покрытия. Усилить игру тонов помогут различные древесные лаки, которые наносят на поверхность двумя-тремя тонкими слоями.
Основные показатели древесины
Основными показателями древесины являются плотность, влажность, тепло– и звукопроводность, коррозийная стойкость, а также цвет, блеск, запах и текстура.
Плотность древесины – это отношение ее массы к объему, измеряемой в г/см3 или кг/м3. Этот показатель зависит от породы древесины, возраста, условий роста, ее влажности. Нет необходимости подробно изучать данный показатель; достаточно знать, что древесина, отличающаяся большей плотностью, служит гораздо дольше и меньше подвержена необратимым изменениям, чем менее плотная (однако следует учесть, что для чистоты сравнительного анализа плотность древесины измеряют на образцах влажностью 15 %). Самая большая плотность у дуба, далее по убывающей следуют: ясень, клен, лиственница, бук, береза, сосна, липа, осина, ель и т. д.
Влажность лесоматериалов, используемых в строительстве и при изготовлении деревянных изделий, является показателем ее качества и долговечности. Различают следующие виды древесины:
– комнатно-сухую (влажность 8–12 %);
– воздушно-сухую искусственной сушки (влажность 12–18 %). Этот и предыдущий виды получают путем сушки пиломатериалов в сушильных камерах;
– атмосферно-сухую естественной сушки (влажность 18–23 %). Ее получают в результате продолжительного хранения лесоматериалов, уложенных штабелями на прокладках в сухих проветриваемых помещениях или под навесом, без допуска воздействия прямых солнечных лучей;
– влажную (влажность более 23 %).
Чем меньше показатель влажности древесины, тем меньше она подвержена гниению. Однако не следует стремиться использовать материалы наименьшей влажности. Дело в том, что структура древесины очень гигроскопична: она легко отдает переизбыток влаги при повышении температуры и уменьшении влажности окружающей среды и с такой же легкостью впитывает влагу при снижении температуры и повышении влажности окружающей среды. Это неминуемо приводит: в первом случае – к усушке древесины (уменьшению ее размеров), во втором – к ее разбуханию (увеличению размеров).
И усушка, и разбухание изменяют размеры деревянной детали неодинаково в различных направлениях. В результате происходит коробление древесины, деформация деревянных конструкций, что в конечном итоге приводит их в негодность. Самый простой способ предупреждения коробления – применение древесины, влажность которой в момент использования соответствует эксплуатационной влажности.
Дерево хорошо удерживает тепло. Здоровая древесина способна распространять звук вдоль волокон: если после удара по комлевой части бревна, доски или бруса слышится чистый звенящий звук, это говорит о высоком качестве древесины; прерывистый, глухой звук свидетельствует о ее загнивании.
Коррозионная стойкость древесины очень важна для строений и изделий, изготовленных из нее, особенно тех, которые эксплуатируются в основном под открытым небом. Следует отметить, что хвойные породы более стойки к коррозии по сравнению с лиственными, поскольку хвойная древесина пропитана природными смолистыми веществами.
Цвет, блеск, запах и текстура являются физическими свойствами древесины, позволяющими визуально определить ее породу.
Цвет способен указать на качество: например, синеватая окраска хвойной древесины свидетельствует о начальной стадии загнивания (цвет здоровой сосны – от коричневато-желтого в зонах, насыщенных смолой, до светло-желтого; цвет ели – от светло-желтого до белого). Черные и темно-коричневые пятна на буковой древесине также являются признаком загнивания (цвет здорового бука – от желто-бежевого до розовато-бежевого).
Свидетельствовать о пороках древесины может и изменение запаха: если в помещении, где хранится древесина бука, ощущается стойкий запах прелой листвы, а запах в помещении, где хранятся сосновые лесоматериалы, затхлый – это явный признак процессов гниения.
Текстура древесины зависит от распила, а механическая прочность тех или иных досок или брусков – от вида разреза. Различают три вида разреза: поперечный (рис. 20), радиальный (рис. 21) и тангентальный.
Цвет, блеск и текстура имеют чисто декоративное значение.
Механическая прочность древесины – это ее возможность противостоять различным статическим и динамическим нагрузкам. По направлению действия нагрузок различают прочность на сжатие, изгиб, скалывание (сдвиг), растяжение (рис. 22). При этом предел прочности древесины на сжатие и растяжение при направлении нагрузки вдоль волокон значительно выше, нежели при направлении нагрузки поперек волокон. Именно от них зависит прочность и долговечность ставен.
Механическая прочность древесины зависит от ее физических свойств: увеличение влажности снижает прочность, а плотная древесина более прочна, чем легкая и рыхлая.
Пластичность – способность деревянной детали изменять форму под воздействием нагрузки и сохранять эту форму после снятия приложенной нагрузки. Это свойство имеет значение при изготовлении гнутых деталей: важно знать, что с увеличением влажности и температуры древесины ее пластичность увеличивается, поэтому детали, которые нужно выгнуть, обрабатывают горячей водой или паром. Высокой пластичностью (по убывающей) обладает древесина бука, вяза, дуба, ясеня. Хвойные породы древесины пластичностью, достаточной для сгибания деталей, не обладают вследствие прямолинейной структуры волокон.
Твердость древесины обусловлена ее способностью сопротивляться внедрению инородных тел. По этому признаку древесину разделяют на твердую – бук, дуб, клен, ясень, вяз, лиственница (самые твердые – самшит и акация) и мягкую – липа, ель, сосна, ольха. Твердость определяет еще одно механическое свойство древесины – ее износостойкость, способность противостоять трению. Чем тверже древесина, тем выше показатель ее износостойкости.
Виды древесины
Наиболее подходящими материалами для изготовления ставен являются дуб, красный бук, лиственница, береза, а также древесина хвойных пород – сосны и ели.
Дуб
Дуб характеризуется высокой прочностью и стойкостью к загниванию. Его древесина имеет красивую темно– или светло-коричневую окраску и текстуру с сильно выраженными годичными наслоениями и свилеватостью, что дает изысканный рисунок.
У молодых деревьев древесина тверда, гибка и отличается серовато-коричневым цветом, у старых – более хрупкая, желтого цвета.
Выделяют немало разновидностей дуба, например так называемые зимний и весенний дубы. Зимними называют растущие на юге деревья: их желуди висят непосредственно на ветвях, листья, хоть и желтеют осенью, но опадают лишь зимой и даже весной, когда начинают появляться молодые листья. У весенних дубов желуди висят на длинных черешках. Древесина зимнего дуба ценнее, у весеннего хуже – много сучков, цвет с серым оттенком.
Несомненное достоинство древесины дуба состоит в том, что она мало подвержена растрескиванию и короблению. Из этой породы можно изготавливать как внутренние, так и наружные ставни. В состав древесины дуба входит большое количество дубильных веществ, которые лучше всякого антисептика защищают от воздействия различных микробов и микроорганизмов, что позволяет применять ее во всех ответственных конструкциях в условиях повышенной влажности.
Особо прочную древесину получают, если дубовые бревна выдерживают в проточной воде в течение 1–1,5 лет (при этом коричневый цвет изменяется до черного) и сушат методом естественной воздушной сушки. Единственным недостатком этой древесины является то, что ее цена достаточно высока.
Ставни, изготовленные из дуба, считаются самыми красивыми и прочными; кроме того, плотная древесина позволяет украсить их рельефной резьбой. Из прочной и твердой древесины делают мелкие крепежные, очень прочные соединения. Дуб – одна из немногих пород древесины, из которой делают гнутые детали различного радиуса.
Лучше в работе проявляет себя древесина столетних дубов (80–150 лет) из густых смешанных лесов (чернолесья).
Дуб – идеальный материал для изготовления ставен, однако начинающему мастеру следует учесть, что его древесину очень трудно обрабатывать, особенно строгать, пилить и долбить.
Красный бук
По своим качествам красный бук практически не уступает дубу. Он хорошо поддается обработке, гнется и пропитывается различными химическими растворами. Это качество способствует долговечности лакового и красящего покрытия. Бук применяют для имитации розового и красного дерева, грецкого ореха. Его древесина прекрасно подходит для изготовления ставен.
Однако он сильно коробится при высыхании, подвержен загниванию с образованием червоточин. Рекомендуется пропаривать или обкуривать ставни из бука, чтобы уберечь их от червей. Чтобы древесина бука не коробилась, его срубают в конце лета, а через год распиливают на доски, которые затем погружают в воду на несколько месяцев. В распаренном виде бук принимает самые причудливые формы, долго сохраняя их после высушивания.
Красновато-бурый, с обилием крупных и более темных блесток, цвет этой древесины к старости переходит почти в коричневый.
Лиственница
Это один из незаменимых сортов древесины для строительных и столярных работ. Большое количество живицы, содержащееся в древесине лиственницы, делает ее прочнее многих других пород древесины.
По текстуре лиственницу легко спутать с сосной. Лиственница так же, как и сосна, имеет более темное по цвету ядро. Но она менее свилевата, чем сосна, и имеет ярко выраженную полосатую текстуру. Древесина лиственницы очень смоляниста, она вся как бы пропитана смолой, что дает, во-первых, очень контрастную текстуру, в которой чередуются светлые и темные смоляные полосы, а во-вторых, такая повышенная смолистость резко повышает ее устойчивость к воздействию влаги и, соответственно, гниению. Она почти не коробится и не поддается червоточине. Это ценное свойство лиственницы используют при резьбе по дереву. Она прекрасно подходит для изготовления резных ставен.
Береза
В качестве строительного материала это дерево чаще всего применяется в северной и отчасти в средней полосе России. Древесина березы имеет среднюю плотность и твердость, прочность и достаточную вязкость. Она имеет неярко выраженную текстуру и отличается однородностью строения. Недостатками этой породы являются подверженность растрескиванию и короблению, сильная усушка, небольшая стойкость к загниванию, частое поражение червоточиной. Вместе с тем древесина березы хорошо поддается обработке инструментом, склеивается, легко полируется и окрашивается, дает возможность делать мелкую рельефную резьбу. Используя соответствующие красители, березе можно придать вид грецкого ореха, серого клена или красного дерева. Из березовых наплывов вырезают декоративный шпон.
Наиболее качественная древесина у деревьев в возрасте 40–50 лет.
Березовую древесину рекомендуется использовать для изготовления внутренних ставней.
Сосна
Сосна наиболее часто используется как материал для изготовления ставен. Окраска древесины сосны может быть как красновато-желтой, так и бледно-желтой, причем это не сказывается на рабочих свойствах древесины. В густых северных лесах сосновые бревна отличаются прямизной и прямослойностью. Лучшими являются сосны, растущие на возвышенных сухих местах, хуже – растущие в заболоченных местах, так как древесина у них бледная, а годичные наслоения широкие и рыхлые.
Сама древесина прочная, легкая, она удобна в обработке. Сосну строгать вдоль очень легко, ровно поперек – трудно, но пилить удобно и клей держится хорошо.
В северных российских лесах сосновые бревна довольно длинные, прямые и прямослойные, что в сочетании с отличной колкостью делает их незаменимыми в строительных работах. Самыми лучшими является древесина лутичных и буровых сосен – деревьев, растущих на песчаных сухих холмах. Их годичные кольца густы и сжаты, а осенняя часть наслоений отличается внушительной толщиной. А вот рудовые, или, как их еще называют, мендовые сосны, которые растут в заболоченной местности, по своим рабочим качествам весьма уступают соснам, произрастающим в более сухих районах. Древесина таких сосен очень светла, а годичные наслоения широкие и рыхлые.
Пахнет свежеспиленная сосна не хвоей, как ель, а смолой, ядро у нее на спиле темного цвета, а внешняя часть ствола светлая. Текстура древесины около сучков имеет большую свилеватость, что позволяет такую выразительность использовать для декоративных целей.
Большим достоинством сосны является то, что при большой своей крепости она очень легкая, слабо подвержена гниению, что позволяет использовать ее при строительстве подводных сооружений.
Структура древесины позволяет легко впитывать различные красители и лаки. При усушке древесина сосны практически не коробится. Недостаток этой породы состоит в том, что она недостаточно хорошо отделывается и окрашивается. Несмотря на это, именно сосну чаще всего используют в изготовлении ставен, как наружных, так и внутренних.
Ель
Ель – вторая по значимости и использованию хвойная порода. Внешне ель похожа на сосну, но ее древесина гораздо легче и мягче, ее годичные наслоения бледнее.
В древесине ели смолы немного меньше, что сказывается на плохой устойчивости ее к воздействию атмосферных явлений, легко поддается гниению. Недостатком является и высокая сучковатость ели, из-за чего она плохо обрабатывается. Однако эта древесина имеет и свои преимущества: однородность строения, белый цвет и малую смолистость. К тому же она мало коробится, легко колется, пилится, строгается.
Ель способна хорошо удерживать металлические крепления. Из ее древесины изготавливают второстепенные детали или облицовывают ее декоративными синтетическими материалами или более ценными породами дерева.
М.В.Куропаткина