Пороки древесины: их виды и влияние на качество материала. Подробная классификация по ГОСТ

Сучок – наиболее распространенный порок, представляющий собой часть ветви, заключенной в древесине ствола. Большинство сучков возникает как результат развития ростовых почек (т. н.  первичные сучки). Реже встречаются т. н. вторичные сучки, напоминающие глазки, которые являются неразвившимися в побег спящими почками (см. схему ниже).

По форме сучки бывают круглыми, овальными и продолговатыми. А исходя из степени срастания с прилегающей древесиной, сучки разделяют на: сросшиеся, частично-сросшиеся и несросшиеся.

Слева-направо: здоровый круглый сучок (сросшийся), овальный сросшийся с трещинами, овальный несросшийся

В зависимости от расположения в пиломатериале, сучки делят на:

• пластевые (выходят на широкую сторону – пласть);
• кромочные (локализованы на кромке);
• торцевые (находятся на торце);
• ребровые (прошивают смежные пласть и кромку);
• сшивные (сучки прошивают всю пласть или кромку и выходят на оба ребра).

Нужно отметить, что некоторые сучки не проступают на поверхность древесины, а являются заросшими, т.е. скрытыми. Такие дефекты можно обнаружить по вздутиям или другим следами зарастания, например, по изменению рисунка годичных колец.

Схема образования сучков: 1 — первичные; 2 — вторичные

По степени сохранности сучки делят на:

• здоровые (без гнили, допускается наличие трещин, цвет – светлый или темный);
• загнившие (зона гнили не более 1/3 площади);
• табачные (почти догнившие сучки, имеющие ржаво-бурый цвет и рассыпающиеся при механическом воздействии).

Сучки, как правило, ухудшают внешний вид пиломатериалов и нарушают их однородность. Они снижают прочность и ухудшают другие физико-механические характеристики древесины. Из-за своей повышенной твердости здоровые сучки усложняют обработку пиломатериалов режущим инструментом.

Трещины — это разрывы вдоль волокон, которые возникают из-за избытка внутренних напряжений в материале. У каждой древесины есть свой предел прочности на растяжение поперек волокон. Когда внутренние напряжения превышают этот показатель – возникают трещины. Такие разрывы могут появляться в растущих деревьях, срубленном пиловочнике или уже раскроенном пиломатериале.

Трещины портят внешний вид древесины и сильно снижают ее физико-механические характеристики. Помимо этого они упрощают проникновение вглубь сортимента влаги и агентов биопоражения, что приводит к ускоренному разрушению древесного материала. Далее мы вкратце рассмотрим основные виды трещин.

Метиковые трещины

Длинные, радиально направленные трещины, тянущиеся через середину древесного ствола на 10 м и более. Бывают двух типов: простые (одиночные) и сложные (множественные).

Метиковая трещина в кряже и готовом пиломатериале (с выходом на пласть, кромку и торец)

Метиковые трещины сосредоточены в ядре и, как правило, не доходят до периферии ствола. Таким образом внешне они обычно остаются незаметными, но по мере усушки бревна могут проявляться на поверхности. Небольшие метики, смещенные от центра к периферийной части, называют ветреницами.

Метик обычно образовывается естественным образом, в процессе роста дерева. Появление таких трещин также возможно при валке – при резких скачках внутренних напряжений из-за ударов дерева о землю.

Отлупные трещины

Отлупными трещинами, или просто отлупом, называют отслоения в сердцевинной части ствола. На спиле отлуп выглядит как большая дугообразная или кольцевидная трещина. В таком виде ее можно рассмотреть только на торцах бревен. В уже раскроенных досках или брусе она принимает вид продольных трещин или желобковых углублений (основные виды отлупа в доске и брусе показаны на фото).

Отлуп в кряже и пиломатериалах (с выходом на пласть, кромку и торец)

Морозная трещина

Неофициальное название – морозобоина. Это трещины, представляющие собой наружные разрывы, тянущиеся вдоль всего дерева. Они распространяются от поверхности в середину ствола по радиальным направлениям. Морозобоины появляются в живых деревьях из-за резкого понижения температуры. В соответствие с ГОСТом к этому типу пороков также причисляют громобоины – растрескивания, образующиеся после попадания в деревья молний.

Морозная трещина (морозобоина) — в кряже и брусе

Трещины усушки

Как следует из названия, такие дефекты возникают из-за роста внутренних напряжений в процессе сушки. Это наружные трещины, которые распространяются от поверхности к центру ствола по радиальным направлениям. В отличие от трещин естественного происхождения (метиков или морозобоин) они не такие широкие и глубокие. В зависимости от того на какой стороне пиломатериалов находятся дефекты, трещины усушки классифицируют на торцевые, боковые, пластевые или кромочные.

Трещины усушки: в бревне и пиломатериалах (пластевые, кромочные, торцевые)

Сбежистость

Все стволы постепенно уменьшают свой диаметр от комлевой части к вершине — такое естественное сужение называется сбег. Но когда на каждый метр длины заготовленного сортимента диаметр сужается больше, чем на 1 см – это считается пороком, называемым сбежистостью. Он чаще встречается у деревьев лиственных пород, чем у хвойных. Аномальное сужение ствола увеличивает объем отходов при промышленной обработке; также сбежистость становится причиной радиального наклона волокон в доске и брусе, что для пиломатериалов считается дефектом.

Закомелистость

Это одно из проявлений сбежистости, когда диаметр аномально увеличен только в нижней (комлевой) части ствола. О таком пороке можно говорить, если диаметр комлевой части превышает диаметр остального ствола (на расстоянии 1 м от расширения) более, чем в 1,2 раза. Зависимости от того, какую форму расширение имеет на спиле, выделяют округлую (правильную) и ребристую (неправильную) закомелистость.

Округлая и ребристая закомелистость

Овальность

Порок, при котором ствол ствола принимает овальное сечение. О таком дефекте можно говорить, если наибольший диаметр на торцевом спиле превышает наименьший не менее, чем в 1,5 раза. Овальность ствола не только усложняет последующую обработку сортимента, но и обуславливает такие внутренние дефекты как крень или тяговую древесину.

Наросты

Это разного рода локальные утолщения, возникающие на стволе и реже – ветках. Под слоем коры они могут иметь конусообразные выпуклости (характерно для капа) или гладкую поверхность (характерно для сувели).

Из-за своей формы, твердости и структурной аномалии сортимент с наростами не подходит для стандартных деревообрабатывающих процессов. Но благодаря своей уникальной текстуре древесина наростов – ценное сырье для художественных поделок и создания декоративных изделий, а в  промышленной деревообработке ее используют для изготовления шпона.

Кривизна

Под этим пороком понимают искривление древесного ствола по длине. Часто это происходит после потери верхушечного побега, когда дерево продолжает расти от боковой ветви. Также кривизна обуславливается естественным наклоном дерева в сторону большей освещенности или, когда оно растет на склоне. Кривизна ствола может быть простой (один изгиб) или сложной, со множественными изгибами.

Кривизна ствола: простая и сложная

Наклон волокон (косослой)

Наклон волокон, или неофиц. косослой – часто встречаемый порок древесины, который характеризуется отклонением направления волокон от продольной оси ствола. Выделяют два типа наклона волокон в древесине – тангенциальный и радиальный.

• Тангенциальный (природный) косослой характеризуется винтовым расположением волокон. Обнаруживается на боковой поверхности круглых лесоматериалов.
• Радиальный (искусственный) косослой возникает в результате распиловки кривых бревен. Проявляется на поверхностях досок и бруса в виде кривых волокон, расположенных под углом к ребру сортимента.

Наклон волокон (косослой): тангенциальный  (природный)  в сосновом бревне, радиальный (искусственный) в доске и природный

Наклон волокон снижает прочность пиломатериалов, увеличивает усушку в продольном направлении, вызывает винтовую покоробленность досок.

Свилеватость

Свилеватостью, или просто свилью, называют извилистое или хаотичное расположение древесных волокон. Эта особенность чаще встречается у лиственничных деревьев и бывает двух типов:

• Волнистая свилеватость – волокна упорядочены друг относительно друга и имеют волнообразную форму.
• Путанная свилеватость – волокна расположены хаотично, на срезе имеются характерные «червоточинки»; встречается главным образом в древесине каповых наростов.

Волнистая свилеватость у ясеня (слева) и путанная свилеватость у березы (справа)

Свилеватую древесину сложно обрабатывать, но она очень ценится из-за своей красивой и нестандартной текстуры. Локальные искривления годичных колец, которые часто путают со свилью, называют завитками. При внешней схожести они относятся к отдельной группе пороков.

Крень

Дефект в виде мнимой утолщенности и потемнения поздней древесины (темных годичных колец). Встречается в изогнутых частях дерева (ветках и стволах), обращенных к земле. Порок в большей степени характерен для хвойных пород, особенно ели и пихты; также часто встречается у деревьев, растущих на склонах.

Выделяют крень двух типов:

• местную – она возникает из-за непродолжительных изгибов ствола и проявляется в виде узких несплошных дугообразных участков с потемнениями;
• сплошную – возникает на торцах стволов, подвергавшихся длительному изгибу.

Крень: местная (1) и сплошная (2)

На продольных срезах пиломатериалов и в шпоне крень проявляется в виде темных полос. Область крени отличается повышенной твердостью и придает древесине прочность при сжатии и статическом изгибе. Вместе с тем такой порок снижает прочность при растяжении, резко увеличивает усушку вдоль волокон, способствует растрескиванию и продольному короблению досок и бруса. Также зона крени значительно снижает водопоглощение древесины, что затрудняет ее отделку пропиточными составами.

Ложное ядро

Внутренняя зона древесины темного цвета, которая внешне напоминает ядро, но функционально не является таковым. Встречается у лиственничных пород, чаще у березы, граба, липы, бука, ольхи или осины. Для такого псевдо ядра характерно несовпадение его границы с годичными кольцами, а также наличие темной каймы, на границе со светлой древесиной. По форме ложное ядро бывает круглым, лопастным и в форме звездочки.

Внутренняя заболонь

Визуально довольно интересный порок, проявляющийся в виде светлой кольцевой прослойки внутри темного ядра. Встречается у лиственных пород, чаще таких как дуб или ясень. Подобная аномалия возникает из-за нарушений в работе камбия в период сильных морозов. Несмотря на довольно интересный эффект на торцевом спиле, внутренняя заболонь нарушает прочность ядровой части древесины и менее влагостойка.

1. Внутренняя заболонь; 2. Ложное округлое ядро; 3. Ложное лопастное ядро

Сухобокость

Сухобокость, или сухобочина, – локальное омертвение снаружи ствола, образовавшееся в местах механического повреждения коры и слоя камбия на растущем дереве.  Выглядит как углубленный участок, вытянутый по длине ствола с одной стороны. По краям сухобочина имеет характерные наплывы. Возникает из-за обдиров, механических ударов, повреждений ствола после пожаров. Встречается на всех видах деревьев. У хвойных пород древесина, прилегающая к сухобочине, как правило, обильно пропитана смолой. Древесина в области сухобочины часто имеет грибные окрасы, а также изъедена насекомыми (рогохвостами).

Данный порок изменяет правильную форму круглых лесоматериалов, влечет локальную деформацию годичных колец и нарушает целостность древесины в местах наплывов. Все это негативно сказывается на физико-механических свойствах древесины и снижает выход пиломатериала и шпона в процессе промышленной обработки.

Прорость

Проростью называют заросшую или зарастающую рану на поверхности ствола, в которой содержится кора и омертвевшая древесина. Прорость бывает двух типов открытая (частично заросшая рана) и закрытая (полностью заросшее повреждение). Прорость нарушает целостность древесины и вызывает локальную деформацию годичных колец, что негативно сказывается на физико-механических свойствах конечного пиломатериала.

Прорость: открытая (слева) и закрытая (справа)

Засмолок

Засмолок — участки хвойной древесины, обильно пропитанные смолой. Визуально они отличаются от остальной древесины более глубоким темным цветом. Образуются в результате механических повреждений древесного ствола. Наиболее типичен для сосны. На бревнах обнаруживается по наличию ран и скоплению смолы.

Засмоленные участки имеют меньшую проницаемость и не так активно впитывают влагу; также у них выше плотность и стойкость к биопоражениям. При этом засмолки хуже обрабатываются режущим инструментом и доставляют много проблем в процессе отделки.

Смоляные кармашки

Пороки хвойной древесины, представляющие собой полости, в которых содержатся смолы или камеди. В растущем дереве кармашки появляются из-за подкоркового повреждения камбия или в результате нагревания ствола солнечными лучами в холодное время года. Смола, присутствующая в таких полостях, затрудняет распиловку сортимента, а также последующую обработку, отделку и склейку древесины.

В мелких деталях кармашки снижают прочность древесины, в то время как в крупных конструкционных элементах их негативное влияние на прочность незначительно.

Засмолок на торце и пласти доски (слева) и смоляной кармашек на торце бревна (справа)

Ядровые пятна

Порок, в виде неестественных изменений цвета древесины в центральной (ядровой) зоне ствола, вызванный активностью деревоокрашивающих грибов. Встречается в растущих деревьях всех видов, в срубленном сортименте развитие порока останавливается. Изменение цвета может быть различным: от естественных ядровых цветов (бурого или красно-коричневого), до типичных грибных окрасов, например, темно-фиолетового или черного.

Грибные ядровые пятна и полосы сосны (1) и березы (2)

Изменение цвета под воздействием деревоокрашивающих грибов никак не влияет на прочность древесины. Конечно, это портит товарный вид пиломатериалов, но проблема неприглядных выкрасов легко исправляется при помощи отбеливателей.

Отдельно отметим, что грибные выкрасы — это не только эстетическая проблема. Если не предпринимать мер, под воздействием деревоокрашивающих грибов древесина начнет увеличивать водопоглощение, из-за чего в ней образуется благоприятная среда для развития дереворазрушающих грибов, что в свою очередь уже является серьезной проблемой.

Ядровая гниль

Возникает в толще растущих деревьев под воздействием разрушающих грибов. Выделяют ядровую гниль нескольких видов.

• Пестрая ситовая гниль — характеризуется множественными мелкими светлыми или желтоватыми пятнышками, вытянутыми вдоль волокон, которые хорошо обнаруживаются на красновато-буром фоне ядровой части пораженной древесины. Древесина долго сохраняет цельность и прочность, но по мере прогрессирования начинает разрушаться, приобретая характерную ячеистую или волокнистую структуру — теряет твердость, легко расщепляется. Пестрая ситовая гниль встречается у хвойных и лиственных пород.
• Бурая трещиноватая — гниль, при которой пораженная древесина приобретает бурый цвет и характерную трещиноватую структуру. По мере деградации древесина распадается на прямоугольные кусочки, которые легко разламываются и перетираются. Данному виду гнили подвержены все виды древесных пород.
• Белая волокнистая — гниль светло-желтого или белого цвета, иногда с проявлением характерных черных извилистых прожилок, создающих рисунок, напоминающий мраморную фактуру. Из-за своего внешнего вида, пораженная древесина цениться как сырье для поделок и небольших отделочных деталей, например, накладок для ножей.

Ядровые гнили: 1. пестрая ситовая; 2. бурая трещиноватая; 3. белая волокнистая

Заболонные окраски

Изменения цвета заболони под воздействием деревоокрашивающих грибов. Распространенными разновидностями таких окрасок являются:

• синева — серые, синеватые или зеленоватые очаги на поверхности  дерева, уходящие вглубь его структуры;
• цветные заболонные пятна — выкрасы оранжевых, розовых, светло-фиолетовых или коричневых цветов.

Различные виды заболонных окрасов

Чаще такие окрасы возникают на свежесрубленной древесине и конструкциях, контактирующих с влагой, реже — на сухостойных деревьях. Деревоокрашивающие грибы не снижают физико-механических свойств древесины, но портят ее внешний вид и создают условия для развития дереворазрушающих грибов, поэтому упомянутое антисептирование таких бревен и пиломатериалов является обязательным.

Заболонная гниль

Загнивания в виде пятен и полос, охватывающих всю заболонь. У хвойных поражения имеют желто-бурый цвет, у лиственных — гниль принимает более пестрый окрас. Древесина, пораженная такой гнилью, теряет физико-механические характеристики, увеличивает впитываемость влаги и быстро разрушается.

Наружная трухлявая гниль

Такой вид гнили является результатом поражения древесины сильными дереворазрушающими грибами. Возникает в ядровой и заболонной части и-за неправильного хранения материалов на протяжении длительного времени. На начальных этапах проявляется в виде изменений цвета: сначала древесина становится светло-коричневой, затем — темно-бурой. Впоследствии происходит быстрая деградация физико-механических свойств: в структуре дерева появляется сетка трещин и материал начинает распадаться характерными прямоугольными кусочками. При этом пораженная древесина становится опасным соседом для здоровых пиломатериалов.

Спил кряжа, пораженного наружной трухлявой гнилью (слева). Сквозное дупло — результат поражения ядровой гнилью

Червоточины — это повреждения древесины насекомыми, главным образом их личинками. Имеют вид проточенных отверстий, которые можно встретить в свежезаготовленных, сухостойных и ослабленных растущих деревьях, а также в пиломатериалах и деревянных конструкциях.

Червоточины бывают следующих видов:

• поверхностные — глубиной не более 3 мм;
• неглубокие — глубиной проникновения до 15 мм (в бревнах) и до 5 мм (в пиломатериалах);
• глубокие — с глубиной залегания более 15 мм;

Отдельно выделяют трухлявую червоточину. При таком пороке количество ходов настолько велико, что внутри древесина представляет собой трухлявую массу, содержащую по большей части буровую муку; при этом внешне она может выглядеть умеренно изъеденной.

Короблением называют изменения прямой геометрии пиломатериалов, главным образом досок и бруса. Они могут возникать сразу после распиловки, но чаще — в процессе сушки и/или хранения. Основные виды коробления показаны на схеме

Виды коробления: 1 — поперечное; 2  — продольное по пласти; 3 — продольное по кромке; 4 — крыловатость

Причиной коробления становится дисбаланс внутренних напряжений. Например, при поперечной покоробленности проявляется различие величин тангенциальной и радиальной усушки; при продольной — разница усушки по длине волокон.