Деревообрабатывающее оборудование
и комплексный инжиниринг

Ненормальная крень и нездоровая тяга

Мы привыкли, что людей сравнивают с деревьями. Например, "стройный, как кипарис". Или: "она как берёзка". Или: "дуб". Интересно, что когда мы встречаем человека, разум которого устроен не так, как у большинства, мы обычно говорим, что он "с отклонением". А какова этимология этого слова? Спросим у профессора Брюса Р. Ходли (Bruce R. Hoadley).

Рис. 1: Широкие годичные кольца, окружающие сердцевину,
являют пример ювенильной древесины, которая светлее и слабее
зрелой, выраженной узкими кольцами. Иголочные отметины так же
являются признаком ювенильной древесины.

Несколько первых годичных колец, расположенных вокруг сердцевины, могут отличаться от зрелой древесины, сформированной деревом. Это ядро, состоящее из "ксилемы", то есть нетипичной материи, называется "ювенильной" или недоразвитой древесиной (рис. 1). Она превалирует среди хвойных пород, особенно среди деревьев, выросших в питомнике, которые стремительно тянутся вверх, пока у них окончательно не сформируется крона. Тогда конкуренция с остальными деревьями замедляет рост до нормального темпа. Ювенильная древесина характеризуется большей шириной колец меньшей плотности и меньшей прочности. Она также может иметь ненормальные свойства усушки, которые имеют более сильную тенденцию к короблению и особенно к "крыловатости" (см. стр. 4 GE-News № 41). С точки зрения деревообработчика, доски, содержащие сердцевину, или участки, близко к ней расположенные, являются подозрительными. Правда, некоторые породы лишены этого недостатка.

Рис. 2: Креневая древесина формируется в деревьях, растущих
под наклоном. Этот живописный изгиб дерева говорит
о том, что внутри кроется крень. А на срезах видна явно выраженная
крень в древесине ели и тсуги.

Теперь посмотрим на "крень". Так деревообработчики называют "креневую" древесину, полученную из стволов деревьев, выросших не прямо (не вертикально), то есть не параллельно направлению действия сил гравитации. Причинами такого роста могут являться такие факторы, как ветер, снеговая или ледяная нагрузка, условия освещённости. Образование креневой древесины происходит под воздействием некоего внутреннего защитного механизма, стремящегося вернуть дерево в вертикальное положение, что приводит к искривлению ствола. Таким образом, доски, выпиленные из любого кривого ствола, необходимо тщательно исследовать на предмет наличия крени.

Рис. 3: Креневая хвоя может выглядеть, как тёмная полоска
на плоскости доски тангентальной распиловки (слева);
или как неожиданный переход цвета на доске, распиленной
"в четверть" (вверху); ненормальное сочетание весенней (ранней)
и осенней (поздней) древесины на тангентальной доске означает
наличие крени (справа).

У твёрдых и мягких пород древесина имеет различную специфику. В стволах мягких пород она принципиально формируется на нижней стороне изогнутого ствола, поскольку сила гравитации, по-видимому, ставит нижнюю часть изогнутого ствола в положение сжатия. Креневую древесину в хвойных породах можно распознать по характерным признакам (рис. 3).

Участки годовых колец, содержащих крень, обычно шире нормальных, что создаёт эффект эксцентриковой формы ствола, с сердцевиной, смещённой к верхнему краю. Ненормальные сосуды формируются шире, чем в нормальной, поздней древесине. Креневая древесина у пород с равномерной текстурой, таких как восточная светлая сосна, выглядит неравномерно. Однако у пород с заметной неравномерностью текстуры, таких как южная жёлтая сосна, поздняя древесина более тусклая, безжизненная, что снижает контраст.

Два основных недостатка крени с точки зрения деревообработчика, это - её влияние на прочность и усушку. Поскольку её сосуды имеют большую толщину, плотность креневой древесины превышает нормальную. Но они содержат меньше целлюлозы, и цепочки целлюлозы не являются параллельными длине клеток, в итоге мы имеем более слабое строение. Кому доводилось вырезать по дереву, тот наверняка сталкивался с ненормально твёрдой, но хрупкой креневой древесиной. При отделке крень может окраситься не так, как нормальная древесина. Плотник заметит то, как трудно вбить в неё гвоздь, и то, что у неё наблюдается повышенная тенденция к образованию трещин. Для конструкционных применений, там, где способность нести нагрузку особенно важна, как, например, в деталях лестницы, использование креневой древесины по незнанию может привести к фатальному исходу, так как такая деталь может внезапно треснуть под весьма незначительным грузом (рис. 4).

Рис.4

Рис.6

Другая проблема с кренью - это её ненормальная усушка по длине. Нормальная древесина меняет свои размеры по длине при высыхании настолько незначительно, что этим изменением можно пренебречь. Креневая древесина усыхает в 10-20 раз сильнее. Более того, поскольку её структура в данной конкретной доске неоднородна, усушка будет происходить неравномерно, вызывая ещё большие проблемы.
Изменение содержания влаги в доске из крени приведёт к короблению (рис. 5). Это, вместе с присутствием ювенильной древесины, является основной причиной искривления конструкционного леса. При распиловке креневой древесины можно нередко получить такой результат, как показан на рисунке 6.

Рис.5

У твёрдых пород эта ненормальная древесина формируется в основном на верхней части изогнутого ствола. Поскольку под действием сил гравитации эта часть находится в напряжении, она имеет название "тяговая". Но твёрдые породы имеют существенно меньшую тенденцию к отклонению сердцевины от центра ствола, и тяговая древесина может сформировываться неравномерно по всей его длине. Тяговую древесину порой нелегко распознать. Иногда она имеет серебристый оттенок (рис. 7), иногда выглядит тусклой и безжизненной, а иногда не имеет видимых отличий от нормальной древесины и для её обнаружения надо внимательно исследовать ствол на наличие искривлений. Ненормальные волокна тяговой древесины на самом деле содержат более чем нормальный объём целлюлозы, поэтому она, как правило, прочнее обычной. Проблемы деревообработчиков возникают при её машинной обработке. Её клеточная структура не разделяется чисто, а оставляет ворсистую поверхность (рис. 8).

Рис. 7: Тяговая древесина отливает серебром у осины (а);
эксцентрические годовые кольца у вишни (б)
и красного дуба (в) свидетельствуют о наличии тяговой древесины.

Помимо этого, даже после чистовой обработки микроворсинки остаются на поверхности, что приводит к неравномерному распределению краски или лака, и, в итоге, поверхность выглядит покрытой пятнами. Так же, как и креневая, тяговая древесина усыхает более сильно, чем нормальная, и неравномерно, что приводит к тем же проблемам.

Рис. 8: Ненормальные волокна тяговой древесины тополя
оставили ворсистую поверхность после ее распиловки

(Мне лично пришлось столкнуться с этой проблемой, когда одна компания из Калининграда потребовала вернуть ей деньги за только что купленную новенькую ленточнопильную установку. Калининградцы обвиняли американских конструкторов и производителей в некомпетенции, а компанию "Глобал Эдж" в жульничестве, потому что все доски изгибались, как только выходили из-под пилы. Потребовалось немало времени, чтобы объяснить истинную причину этого явления: компания закупила партию ясеня из гористой местности. Установка была не при чём :-( -Ред.)

Список номеров