Меню

Применение сосновой древесины в строительстве

Водоемы в саду

Древесина сосны ядровая, блестящая, смолистая. Ядро буровато-красное, образуется в 30-35 лет. В растущем дереве ядро выполняет главным образом механическую роль, придавая стволу необходимую устойчивость.

Поэтому дерево, пораженное сердцевинной гнилью, внешне выглядит здоровым, но теряет товарность. Заболонь широкая, желтовато — или красновато-белая. Годичные слои четкие. Смоляные ходы, в виде тонких каналов, многочисленные, разбросанные поодиночке или попарно. Занимают по объему 0,1-0,7% объема древесины.

Сердцевинные лучи высотой 0,5 мм, плотнее окружающей древесины. На 1 см 2 тангентального среза насчитывается их более 3 тыс. Они служат для передачи и хранения питательных веществ.

Проводящие и механические функции у сосны выполняют трахеиды (90-95% общего объема древесины). Ширина трахеид 0,04 мм, а длина - 4-5 мм. Деревья высших классов развития (плюсовые) образуют более крупные трахеиды, чем деревья, отставшие в росте.

По степени плотности сосновую древесину делят на кондовую (рудовую) и мяндовую. Первая - желтовато-красная, мелкослойная и плотная. Вторая - белая, крупнослойная, с толстым слоем заболони, малой смолистостью и рыхлостью. Кондовая образуется у деревьев, растущих в горах или высоких боровых местах, мяндовая - у деревьев, растущих на низких, песчаных местоположениях или на суглинках и черноземновидных супесях. По внешнему виду на мяндовую древесину похожа древесина кедра сибирского. Она малосмолистая. Хотя кедр сибирский по физико-механическим свойствам занимает промежуточное положение между елью сибирской и пихтой сибирской, особенностью кедровой древесины является ее легкая и гладкая резьба в разных направлениях. За красивую текстуру древесина кедра используется в столярно-мебельном производстве.

Объем коры сосны, защищающей дерево от внешних условий, составляет 10-17% от объема ствола в коре. Растительное происхождение древесины обусловливает большую изменчивость ее свойств. Объемный вес древесины сосны зависит от условий местопроизрастания. Так, в Архангельской области в мшистом бору он составляет 0,50-0,55 г/см 3 ; в Московской области - 0,59-0,62, а: в Якутии - 0,41 г/см 3 .

Древесина сосны обладает высокой прочностью. Предел прочности при сжатии вдоль волокон - 439 г/см 2 , при статическом изгибе - 793 кг/см 2 , твердость - 200 кг/см 2 (центр европейской части СССР).

Особой мировой славой пользуется древесина северной сосны. Ее годичные слои характеризуются высоким содержанием поздних толстостенных трахеид во всех типах леса, за исключением болотного. Физико-механические свойства северной сосны значительно выше сосны центра европейской части СССР. Круглосуточная вегетация (при полярном дне) и благотворное влияние Гольфстрима способствуют образованию на севере полноценной древесины сосны.

Интересно отметить и большую сохранность сосновой древесины. Так, при раскопках в Армении Урартской крепости Тейшебаини бревно кавказской сосны пролежало 2700 лет и имело следующие показатели: объемный вес - 0,38 г/см 3 , предел прочности при сжатии вдоль волокон - 200 кгс/см 2 , при статическом изгибе - 223 кгс/см 2 , твердость торцевая - 262 кгс/см 2 . Такому сохранению древесины способствовал слой глины, который защитил бревно от увлажнения, создал недостаток кислорода и оградил древесину от биологических разрушителей. Сосновые бревна древних построек Бреста (XIII в.) имели среднюю плотность в абсолютно сухом состоянии 0,35-0,37 г/см 3 .

В настоящее время для долговременного сохранения сосновой древесины используют глубокую пропитку низкомолекулярной водорастворимой синтетической смолой с последующим отвердением. Для модификации, или пластифицирования, сосновую древесину пропитывают (при влажности 9-10%) газообразным аммиаком (3%), затем проводят пьезотермическую обработку (при 170°) и уплотнение. После обработки предел прочности возрастает почти в 2 раза. При модификации древесины сосны особо подвергается изменениям целлюлоза и лигнин. Пластифицированная аммиаком сосновая древесина может использоваться для приготовления деталей машин, мебели, музыкальных инструментов, крепи шахт, электроустановочных изделий, твердых опилочных плит, паркета и т. д. Для получения ламелек (паркетных планок) сосновая древесина пропитывается смолой СБС-11, а также смолой на основе стирола - после модификации древесина приобретает светло-золотистый оттенок и блеск. Динамика разбухания замедляется в несколько раз.

Нарастание годичного слоя древесины сосны обыкновенной сопровождается изменением биологического состава тканей молодых побегов. В начале активного развития камбия белка содержится до 22,7% от абсолютно сухого веса тканей. При завершении развития содержание белка сокращается до минимума. Также идет снижение крахмала с 15,5% до 5,2% и амилазы. Но идет накопление моноз, сахаров (до 14,7%), которые в дальнейшем быстро расходуются на построение вторичных тканей.

В ксилемном соке угнетенных сосен отмечена повышенная концентрация моноз, олигосахаров и аминокислот по сравнению с нормально развитыми соснами. В тканях таких сосен также ослаблены процессы биосинтеза полимерных соединений, необходимых для построения новых клеточных структур.

В результате загрязнения воздуха сернистым ангидридом, годичные кольца древесины сосны отличаются слабым приростом и деформацией. В первую очередь отмирают паренхимные клетки коры. Более сильная задымленность приводит к деформации и разрушению луба, камбия, сердцевинных лучей и смоляных ходов.

Сосновая древесина используется для производства фанеры, в качестве сырья в целлюлозно-бумажной промышленности (технологическая щепа), она занимает одно из главных мест в лесном экспорте страны (вывозится в виде пиломатериалов, слиперов, пропсов и др.). В раннем периоде самолето — и планеростроения сосна являлась одним из основных материалов.

Интересно отметить, что на факультете лесоводства национального университета Австралии в Канберре для отделки помещений в декоративных целях используется древесина бука из Англии, эвкалипта и акации из Австралии, американского ореха из Америки, красного дерева из Канады, альпийского вяза из Америки, древесина из Новой Зеландии, а аудитория второго этажа отделана сосной из Калифорнии.

Мягкая, розоватая древесина кедра сибирского, красивая по текстуре, идет на оболочку карандашей, музыкальные инструменты, мебель, на аккумуляторный шпон. В кедровой таре (посуде) долго не скисает молоко, в шкафу из кедра не заводится моль, клещи и комары отпугиваются эфирными запахами кедра, пчелы лучше всего чувствуют себя в кедровом улье.

Интересно, что с возрастом в древесине увеличивается содержание пинена и уменьшается количество одного из монотерпенов - карена, наиболее токсичного компонента защитной системы дерева.

Дрова сосны используются для выжига угля. Из 10 м 3 дров кучным способом получают 670 кг угля, а при печном - 875 кг.

При производстве зеленого чая Кок-Ча (Индия) топка печей для подогревания и высушивания листьев производится только сосновыми ветвями.

Вопросы строения физико-механических свойств древесины и ее биостойкости изучали многие исследователи: Д. А. Беленков, И. А. Алексеев, С. Ф. Негруцкий, И. А. Петренко, Р. С. Степанов и др. Большой интерес представляют работы шведских древесиноведов Хенингсона и Мессона.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

Всего в мире насчитывается 325 миллионов гектар сосновых насаждений. Из них почти треть находится в России. Самым распространенным сортом, используемым в качестве строительного материала, является сосна обыкновенная, произрастающая в основном в Сибири и на большей части Европейской тайги.

Сосна очень нетребовательна к почве, поэтому она может расти как в песчаных почвах, так и каменистых горных. Нетребовательность и хорошая приспосабливаемость к различным климатическим зонам и почвам способствовало широкому распространению ареала. Общая черта всех сосновых пород – это требовательность к свету. Поэтому в густых посадках они очень высокие с расположенной на самом верху кроной.

Средняя высота сосны – около 30 метров, но отдельные экземпляры достигают максимальной высоты 50 метров. Скорость роста 25 сантиметров в год, и с возрастом эта скорость увеличивается.

Пик роста дерева попадает на промежуток от 15 до 30 лет. Максимальной высоты сосна достигает к 70 годам. Толщина ствола у особо крупных экземпляров может быть около метра. Растет сосна обыкновенная от ста до трехсот лет. Сорт «сибирская кедровая» может жить до тысячи лет. Возраст рубки 90-100 лет и зависит от многих показателей, таких как плотность насаждений и товарность древесины.

Преимущества пиломатериалов из сосны

Сосна обыкновенная является крайне популярным строительным материалом благодаря:

  • устойчивости к гниению и растрескиванию;
  • стойкости к вредителям из-за живицы, дающей тот самый неповторимый запах;
  • размерам и невысокой сучковатости нижней части ствола, которые позволяют производить из сосны практически весь возможный сортамент пиломатериалов;
  • высокой прочности, особенно при статическом изгибе (твердость 200 кг/кв.см.);
  • отличным теплоизоляционным свойствам и звуконепроницаемости;
  • высокой плотности ~ 513 кг/м 3 , а в свежесрубленном состоянии ~ 625 кг/м 3

Особой ценностью обладает древесина, произрастающая в северных регионах. Физико-механические характеристики северной сосны значительно выше характеристик дерева из центра европейской части. Это обусловлено круглосуточной вегетацией при полярном дне и влиянием теплых масс течения Гольфстрим.

Область применения

Сосновая древесина используется повсеместно. Из нее производят:


  • фанеру;
  • древесно-стружечную плиту;
  • брус;
  • обрезную и не обрезную доску;
  • оцилиндрованное бревно для изготовления срубов бань и коттеджей;
  • технологическую щепу, применяемую в целлюлозно-бумажном производстве;
  • вагонку для внешней и внутренней отделки помещений;
  • половую доску и другие материалы.

А вы знали, что сосна стояла у истоков самолетостроения? Благодаря доступности, легкости и запасу прочности древесины, первые самолеты строили именно из нее.

Пиломатериалы делятся на шесть сортов:


  • Доска высшего сорта используется в вагоностроении и судостроении.
  • Доска 1 и 2 сорта применяется в изготовлении столярных изделий, устройства полов, для изготовления несущих балок и клееных изделий. Доска 1 и 2 сорта хорошо обрабатывается и шлифуется, поэтому применяется в изготовлении мебели.
  • Доской 3 сорта подшивают потолки и стены под штукатурку при индивидуальном строительстве.
  • Доска 4 сорта идет на изготовление не требующих особой прочности несущих конструкций, заборов, ограждений, обрешетки крыш, щитовых перегородок.
  • Доска 5 сорта используется для изготовления ящичной тары, грузовых поддонов.

Повышение свойств древесины или пластификация

Для долговременного сохранения свойств древесины применяют глубокую пропитку низкомолекулярной смолой с последующим ее отвердением. Этот процесс называется пластификация. Благодаря этой технологии твердость древесины повышается минимум в два раза без потери остальных свойств.

Пластифицированная сосна используется для изготовления:

  • деталей в машиностроении и электротехнике;
  • музыкальных инструментов;
  • твердых опилочных плит
  • ламелей для паркета.








Свойства сосны и ее распространенность в мире, на протяжении веков были по достоинству оценены человечеством. До сих пор древесина сосны является одним из доступнейших материалов, широко применяемым в жилищном строительстве не только благодаря своим физико-механическим свойствам, но и экологической чистоте, а также благоприятному воздействию на организм человека.

Физические свойства древесины и коры сосны

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 3 , а ядровой древесины - 620 кг/м 3 . Средняя плотность древесинного вещества при влажности 12 % составляет 505 кг/ м 3 . Средняя плотность древесинного вещества в абсолютно сухом состоянии равна 480 кг/м 3 . Базисная плотность древесины сосны - 415 кг/м 3 .

Сосна относится к породам с низкой плотностью древесины. Для сравнения: породы средней плотности (550-740 кг/ м 3 ) - лиственница, тис, береза повислая и др.; породы с высокой плотностью древесины (более 750 кг/м 3 ) - 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


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 2 , при влажности древесины 30 % и выше - 0,55 Дж/см 2 .

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 3 ) требует усилий примерно в четыре раза больших, чем в случае древесины сосны (плотность 440 кг/м 3 ).

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. 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


Трудно назвать какую-нибудь отрасль народного хозяйства, где древесина не использовалась бы в том или ином виде, и перечислить изделия, в которых древесина не является составной частью. По объему использования и разнообразию применения в народном хозяйстве с ней не может сравниться никакой другой материал. Древесину применяют для изготовления мебели, столярно-строительных изделий. Из неё делают элементы мостов, судов, кузовов, вагонов, тару, шпалы, спортивный инвентарь, музыкальные инструменты, спички, карандаши, бумагу, предметы обихода, игрушки, сувениры. Натуральную или модифицированную древесину применяют в машиностроении и горнорудной промышленности; она является исходным сырьём для целлюлозно-бумажной промышленности, производства древесных плит.

Древесина - это продукт растительного происхождения, по химическому составу представляющий собой сложный комплекс, состоящий в основном из органических веществ различного состава и структуры. Наиболее значимыми для характеристики растительного сырья является целлюлоза, гемицеллюлоза и лигнин, существенное значение имеет содержание экстрактивных веществ, уронновых кислот, зольных компонентов, а так же углеводный состав гидролизатов, образующихся при количественном гидролизе легко- и трудногидролизуемых полисахаридов и других веществ.

Определение этих компонентов и ведёт к наиболее полной характеристике химического состава растительной ткани.

В последнее время хвойные породы древесины получили широкое применение в лесохимической и деревоперерабатывающей промышленностях, изучение их химического состава, строения и морфологических особенностей играет важную роль в правильном и рациональном использовании древесинных пород.


1. Аналитический обзор

Сосна (PinusL.) - вечнозеленое дерево из семейства сосновых (PinuseaeLindl). В настоящее время насчитывается около ста видов, относящихся к этому роду, из которых в России произрастает четырнадцать и ещё около девяноста было интродуцированно, подвиды некоторых сосен занесены в Красную книгу. Самый распространённый вид сосны, произрастающей в России,- сосна обыкновенная.

На территории Российской Федерации естественно произрастают и культивируются более 50 видов сосны.
В строительстве используются главным образом сосну следующих видов: обыкновенная, гибкая, смолистая, болотная, корейская.
И в северных и в средних широтах самым распространенным видом является сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L). Однако, качество древесины сосны обыкновенной зависит от места произрастания дерева.

Наилучшим материалом для строительства, имеющим превосходные физико-механические свойства, является сосна, произрастающая в северной полосе - ангарская, карельская, архангельская.

Это связано с тем, что на севере зима более длинная, холодная, а лето короткое и сухое, что делает расстояние между годовыми кольцами минимальным (не более 2-х мм). А сосна из средней полосы имеет более широкие кольца (до 10мм) из-за более теплого, влажного и длинного лета, мягкой зимы. Более толстые годовые кольца у сосны придают древесине рыхлость, и следовательно, бревно будет иметь более низкие показатели по прочности, теплоемкости и более высокие по растрескиванию и большему проценту усадки

Для примера: процент усадки архангельского бревна составляет 3-4%; кировского, вологодского бревна - 4-6%; костромского 6-7%; тверского, смоленского, ярославского - до 10%. Поэтому при выборе материала для строительства дома необходимо учитывать все эти моменты.

В зависимости от места и условий роста дерева, ядро сосны (центральная часть ствола) может иметь различную окраску. На более возвышенных, сухих и малоплодородных почвах у сосны формируется мелкослойная плотная древесина, называемая кондовой, которая особенно ценится в строительстве. Кондовая сосна имеет мясо-красное или желто-красное ядро. На плодородных, хорошо увлажненных почвах образуется крупнослойная, менее плотная, мяндовая древесина имеющая ядро бледно-желтоватого цвета. Мяндовая сосна ценится меньше и обладает худшими механическими свойствами.

Технические характеристики сосны

Характеристика Значение
Плотность 513кг/м3
Плотность в свежесрубленном состоянии 625 кг/м3
Жесткость в свежесрубленном состоянии, кг/см2 79
Жесткость в сухом виде, кг/см2 109
Удельный вес 0,51
Предел прочности при статическом изгибе, Мпа 71,8
Предел прочности при сжатии вдоль волокон, Мпа 34,8
Предел прочности при растяжении вдоль волокон, Мпа 84,1
Предел прочности при скалывании вдоль волокон, Мпа:
в радиальном направлении 6,2
в тангенциальном направлении 6,4
Твердость, Н/кВ.мм:
Торцовая 23,4
Радиальная 21,6
Тангенциальная 20,7
Модуль упругости при статическом изгибе, Гпа 8,8
Удельная работа при ударном изгибе, Дж/см3 1,6
Усушка, %:
В продольном направлении 0,4
В тангенциальном направлении 6-8
В радиальном направлении 3-4

Данные при 12% влажности; 1 МПа = 1 Н/мм2

Сравнительные характеристики древесины хвойных пород.

Название древесины Устойчивость к гниению Твердость, кг/см2 Плотность p15, кг/м3 Плотность p усл, кг/м3
КЕДР (сосна кедровая) 200 440 350
ЕЛЬ 4: невысокая 235 450 360
ПИХТА сибирская 4: невысокая 255 380 300
СОСНА 3-4: от умеренной до невысокой 260 520 400
ЛИСТВЕННИЦА 2-3: умеренная 395 670 520

Описание основных хвойных пород древесины

СОСНА

Порода и ее основные свойства - древесина средней плотности, достаточно высокой прочности, стойкая против гниения и поражения грибком, хорошо обрабатывается. Особо ценится в строительстве из-за малого количества сучков и малого изменения диаметра по длине ствола.

Внешние признаки - ядровая порода со смоляными ходами (сосредоточены главным образом в поздней древесине). Заболонь широкая от желтоватого до розового цвета. Годичные слои хорошо видны на всех разрезах с четкой границей между ранней и поздней древесиной. Сердцевинные лучи не видны.

ЕЛЬ

Порода и ее основные свойства - по физико-механическим свойствам (плотность, твердость, прочность при сжатии вдоль волокон и статическом изгибе) уступает сосне (примерно на 10%), но по коэффициенту качества несколько превосходит ее на 3-4%. Древесина труднее обрабатывается из-за обилия сучков и их повышенной твердости. Достоинства: односторонность строения, длинные волокна, устойчивый белый цвет, малая смолистость, высокая способность резонировать.

Внешние признаки - порода безъядровая, спелодревесная, имеет немногочисленные смоляные ходы. Древесина однородного белого цвета, иногда со слабым желтоватым или розовым оттенком. Годичные слои хорошо видны на всех разрезах; поздняя древесина несколько отличается от ранней более темным цветом. Сердцевинные лучи не видны. В отличие от сосны имеет более крупные сучки расположеные мутовками, между которыми попадаются одиночные сучки меньших размеров.

ЛИСТВЕННИЦА

Порода и ее основные свойства - древесина, будучи высушенной, слабо подвержена гнили; хорошо противостоит действию воды.

Внешние признаки - годичные слои хорошо просматриваются при всех разрезах. Ствол лиственницы на 70 % состоит из ядра, резко выделяющегося по свойствам и цвету. Ядровая часть древесины содержат основную часть веществ, придающих лиственнице повышенную стойкость. Темная. Заболонь у лиственницы узкая, 8-20 мм, 25-30 % от древесной массы. Светлая. По физико-механическим свойствам уступает ядру

ПИХТА сибирская

Порода и ее основные свойства - древесина с заметно пониженными физико-механическими свойствами по сравнению с древесиной ели. В строительстве практически не используется.

Внешние признаки - порода безъядровая, со спелой древесиной; похожа на древесину ели, от которой отличается отсутствием смоляных ходов; однородного белого цвета. Годичные слои видны на всех разрезах; поздняя древесина отличается от ранней более темным цветом. Крупные сучки расположены мутовками, между которыми встречаются мелкие одиночные сучки.

КЕДР (сосна кедровая)

Порода и ее основные свойства древесина мягкая, легкая, легко обрабатывается. По физико-механическим свойствам занимает промежуточное положение между древесиной ели и пихты, но превышает их по стойкости против гниения. Прочность при сжатии и статическом изгибе ниже на 4-5% при плотности, равной плотности древесины ели

Внешние признаки - древесина имеет ядро светло- и желтовато-розового цвета, не резко отграничена от широкой желтовато-белой заболони. Годичные слои заметные, переход от ранней древесины к поздней постепенный, растушеванный. Смоляных ходов меньше, чем у сосны, но они более крупные. Сердцевинные лучи не видны.