Дерево

Общие понятия. Дерево, как известно, имеет большое применение в технике, промышленности и домашнем быту, являясь главным строительным материалом, а в некоторых местностях России – почти единственным, из которого строят дома, мосты, плотины, мельницы и другие сооружения.

Все растущие на земле древесные породы можно разделить на два больших отдела: хвойные и лиственные; по месту же произрастания этих пород – на деревья, растущие в умеренном климате, и на тропический лес.

Где бы, однако, ни росло дерево, оно всегда состоит из двух главных частей: подземной – корня, которым дерево удерживается в земле, и надземной – ствола, с сучьями, покрытыми листьями или же иглами. Для плотничных и белодеревных работ ствол считается наиболее ценным материалом, а корни и сучья утилизируются только в немногих случаях.

Часть ствола, ближайшая к корню, называется комлем, а противоположная, верхняя – вершиною. Весь же ствол дерева составляет лесину и идет на разрезку на бревна, а последние – на брусья и доски, поступающие в продажу как строительный и поделочный материал.

Нормальная форма ствола дерева – цилиндр, слегка суживающийся к вершине, но растущие деревья часто отступают от этой формы вследствие влияния внешних и внутренних причин на произрастание дерева. Прямизна ствола, однако, не обусловливает исключительную пригодность дерева для поделок, для которых более важны его хорошие качества и отсутствие тех или иных пороков в дереве, о которых мы скажем ниже. Только для выпиловки брусьев и досок, а также для круглого леса, идущего на строительные работы, ствол должен быть прямой и ровный, но и здесь практика допускает некоторые уклонения от правильной цилиндрической формы дерева (смотря по роду и назначению работ). Так, природная кривизна дерева не считается пороком, когда бревно предназначено для поперечной разрезки, и при обтеске эта кривизна не будет заметна. Мы не говорим о тех случаях, когда кривизна штуки дерева является необходимой для дела, как например, при постройке кораблей, судов и лодок.

Строение дерева. Если сделать поперечный разрез ствола дерева, то плоскость разреза, представляющаяся нашему глазу, будет состоять из концентрических слоев: тонких и сравнительно мягких – так называемой весенней древесины и толстых и крепких – осенней древесины. Эти двойные слои древесины называются годичными слоями, а по числу таких слоев можно определить и самый возраст дерева. Плотность древесины годичных слоев неодинакова и увеличивается от окружности ствола к его центру, отчего наружные слои древесины несколько мягче внутренних. Сообразно изменению плотности слоев древесины изменяется их цвет, более темный во внутренних слоях, чем в наружных.

Рассматривая далее то же сечение ствола, мы заметим в нем расположенные по радиусу круга тонкие полоски, обыкновенно называемые сердцевинными лучами. Эти лучи образуются из ряда древесных клеточек, расположенных прерывающимися продольными слоями, которые, перепутываясь и пересекаясь с волокнами годичных слоев, обусловливают то или иное сложение дерева и внешний вид его поверхности, служа характерным отличием одной породы дерева от другой. Ширина сердцевинных лучей и толщина годичных слоев бывают различны не только в разных породах дерева, но даже в разных деревьях одной и той же породы и зависят от климатических и почвенных условий. Иногда эта ширина бывает так мала, что сердцевинных лучей нельзя видеть простым глазом; в других же деревьях, напротив, она бывает заметна. Плоскость, образованная сердцевинными лучами, отличается значительною твердостью, но доски, выпиленные по этому направлению дерева, часто растрескиваются и потому на изделия больших размеров не годятся. Древесина снаружи окружена корою, внутри которой находятся пробка, луб и камбий; из последнего нарастают древесные клеточки.

Слои древесины, расположенные непосредственно за корою, называются заболонью или оболонью, а слои, окружающие центральную часть дерева, – матерою древесиною; самая же центральная часть древесного ствола называется сердцевинною. Последняя у большей части наших отечественных пород отличается мягкостью и рыхлостью, отчего и доски, выпиленные из этой центральной части дерева, бывают менее прочны, чем другие доски. При просушке таких досок (сердцевинных), если они тонки (1,2–2 см), сердцевина иногда совершенно выпадает.

Рост дерева. Рост дерева обусловливается различными причинами. В первый период молодости деревья растут быстрее, чем впоследствии, образуя широкие и мелкие слои древесины, твердеющие с возрастом дерева. Такие же толстые слои образуются в дереве, когда оно растет на рыхлой, болотистой почве, отчего и древесина такого дерева будет значительно слабее, чем у дерева, выращенного на сухой почве. Понятно, что и прочность дерева от этого значительно уменьшается.

Наша северная сосна, растущая на боровой почве северо-западных губерний России, имеет древесные кольца тонкие и плотные и потому ценится как поделочный и строительный материал много дороже южной сосны, выращенной на тучной почве.

Удельный вес. Дерево плавает на воде, хотя удельный вес древесины, высушенной при 112,5 °C, в полтора раза тяжелее воды. Причина же, почему большая часть древесных пород не тонет в воде, заключается в том, что поры дерева наполнены воздухом, отчего известный объем дерева будет легче равного ему объема воды. Свежесрубленное дерево много тяжелее дерева, пролежавшего на открытом воздухе несколько недель и месяцев. Потеря в весе от усыхания доходит иногда до половины первоначального веса свежего дерева.

Вес дерева зависит также от почвы, на которой росло дерево. Тучная почва дает твердую древесину, которая весит менее древесины рыхлой и слизистой, выращенной на сухой и тощей почве.

Плотность. Плотность измеряется количеством волокон, помещающихся в известном объеме дерева, и порядком размещения их между собою, поэтому наибольшая плотность будет тогда, когда волокна дерева расположены одно около другого без всяких промежутков, причем ткань дерева может быть рыхла и легка. Это так называемая относительная плотность, в противоположность абсолютной, которая зависит от удельного веса дерева и определяется им.

Обилие смолы, заключающейся в древесине наших хвойных пород, не дает возможности определить абсолютную плотность по удельному весу дерева, почему для этих пород плотность определяется удельным весом хорошо выжженного угля.

Плотность дерева зависит также от количества воды, заключенной в порах древесины. Деревья с заметными ноздреватыми годичными слоями, выращенные на сухой почве, имеют древесину более плотную, чем деревья, выращенные на болотистой почве. Вообще темная древесина всегда бывает плотнее светлой; древесина старых деревьев тверже древесины молодняка, ветвей и сучьев.

Крепость. Под именем крепости дерева следует понимать силу сцепления волокон древесины между собою и сопротивление, оказываемое этими волокнами силам, стремящимся их разъединить, сблизить и вообще разместить. Сопротивление древесных волокон и частиц дерева разрыву и сжатию бывает различно даже в одной и той же породе дерева, так как независимо от его породы здесь имеют влияние упругость и вязкость. Сучковатое дерево менее крепко, чем гладкое, а сырое слабее сухого. Просушкою дерева можно увеличить его крепость, но не безусловно, так как излишняя сухость скорее уменьшает, чем увеличивает связь частиц дерева между собою. В практике принято считать содержание 10 % влаги пределом, ниже которого не следует просушивать дерево без вреда его крепости.

Раскалываемость. Дерево легко колется, если волокна его прямолинейны; суковатое и свилеватое дерево колется плохо, а иногда и вовсе не колется. Не только различные породы дерева, но и различные части одной и той же породы обладают неодинаковою способностью колоться: нижняя часть ствола колется труднее верхней; в направлении, параллельном сердцевинным лучам, дерево колется лучше, чем в перпендикулярном к ним, так как в последнем случае приходится перерубать волокна.

Формоизменяемость дерева. Несмотря на все хорошие качества дерева как материала для обработки его острыми орудиями и инструментами, дерево обладает серьезным недостатком. Мы говорим о пористости дерева и – следствие этой пористости – стремлении дерева впитывать в себя влагу, отчего увеличивается не только вес, но и объем дерева. В этом случае говорят, что дерево разбухает. Но как легко дерево впитывает в себя влагу и разбухает, так же легко при повышении температуры дерево усыхает, причем уменьшается объем и несколько видоизменяется форма дерева. Эта формоизменяемость дерева оказывается крайне вредной, нарушая правильность размеров, приданных изделию, причем иногда дерево растрескивается и коробится. При новом изменении окружающей температуры и степени влажности воздуха усохшее дерево может вновь разбухнуть, а затем, усыхая, снова изменить форму и т. д. Разбухание и усушка могут происходить в массе дерева нескончаемо, пока окружающая температура не сделается нормальной, т. е. не достигнет 17,5-20 °C.

Формоизменяемость различных пород дерева бывает весьма различна. Так, разбухание и усушка бывают сильнее в твердых породах дерева, чем в мягких. Усушка по длине дерева весьма незначительна сравнительно с усыханием в ширину.

Растрескивание дерева происходит от неравномерности усыхания слоев и древесины. Наружная поверхность дерева высыхает быстрее внутренней, а концы дерева (или торцы), как более открытые (пористые), бывают вполне сухи, в то время когда середина дерева еще сыра; она-то и распирает торцы, которые дают трещины.

Вообще стремление древесных слоев к усыханию тем меньше, чем слой расположен ближе к сердцевине дерева. Отсюда понятно, что стремлению наружных слоев ствола стянуться при высыхании дерева препятствует меньшее стремление соседнего слоя, но так как связь между волокнами сильнее стремления усохнуть, то эта связь не дает наружному слою стянуться.

Болезни дерева. Дерево часто подвергается различного рода болезням, имеющим более или менее вредное влияние на древесину, ухудшая ее качества и пригодность дерева для домостроительства и различных поделок. Некоторые из этих болезней и пороков дерева имеют только местное значение, не нарушая хороших качеств остальной части дерева; другие же заражают все дерево, делая его негодным ни для какого технического употребления, кроме разрезки на дрова для отопления или выжигания древесного угля.

Гниль. В высшей степени вредное влияние на организм дерева имеет всякого рода гнилостное заражение его ствола. Дерево может гнить не только на корню, но также в срубленном виде, в готовых поделках и постройках. Гниение в дереве может произойти от различных причин, но главным образом – от действия атмосферного воздуха, излишней влаги и сырости, следствием чего является сначала изменение химического состава древесины, затем совершенное ее разрушение. Зараженные гнилью волокна древесины сначала делаются дряблыми, теряя свой естественный цвет и превращаясь в порошок. При дальнейшем течении процесса гниения этот порошок выделяет газообразные продукты, наполняющие образовавшуюся пустоту в дереве, или так называемое дуто. Различают два рода гниения: сухое – когда процесс разложения древесины происходит за счет гигроскопической воды, заключенной в порах дерева, и начинается с разрушения сердцевины, и мокрое – когда дерево находится в сырой атмосфере и в частом прикосновении с водою. В этом случае гниение всегда начинается снаружи дерева.

Что касается процесса гниения дерева, срубленного и поваленного на землю, то здесь растительные соки вследствие прекращения жизненной деятельности дерева подвергаются действию только внешних химических сил, которые при известных обстоятельствах разлагают составные части дерева. Порча соков начинается брожением, переходит на стенки сосудов, заключающих эти соки, причем связь между волокнами ослабевает, и дерево теряет свою вязкость, твердость и крепость. Дерево в этой степени разложения называется залежалым. Если процесс разложения будет продолжаться далее, древесная ткань становится еще более рыхлой, связь между волокнами исчезает, а самые волокна, разрушаясь, превращаются в порошок гнили.

Отличительным признаком порчи древесины и начинающегося гниения дерева на корне служит появление на стволе дерева губок и грибков.

Гнилые сучья. Дерево, теряя сучья, часто загнивает у основания этих сучьев, образуя так называемую крапивную (зеленоватого цвета) и табачную (табачного цвета) гниль. Гниль эта может быть вычищена топором, если не углубляется далеко в ствол дерева.

Червоточина. Нападению червей чаще всего подвергается свежесрубленное дерево, с которого не снята кора. Вообще черви и насекомые портят молодую древесину более старой, протачивая в дереве множество каналов. Лес, сплавленный водою, редко подвергается червоточине.

Наружные повреждения дерева. Кроме перечисленных нами главнейших болезней и пороков дерева, существуют и другие повреждения, менее вредные, наносимые дереву соседними падающими деревьями (во время бурелома), а также топором. К этим повреждениям принадлежат затесы, надрубы, царапины и т. д. Иногда эти затесы и надрубы зарастают правильными слоями древесины и тогда получают название прорости. У наших хвойных пород прорость всегда покрывается смолою и называется засмолком или серянкою.

Наружные признаки здорового дерева. Наружный осмотр дерева требует некоторого практического навыка. Прежде всего осматривают торцы дерева, которые не должны иметь глубоких трещин, что иногда свидетельствует о неумелой или небрежной просушке, хотя древесина может быть здоровой и доброкачественной. Если торцы закрашены, то их необходимо отторцевать, т. е. обрезать поперечной пилой. Мелкие лучевые трещины в сухом лесе не считаются вредными для поделок, если при отделке изделия они не окажутся на поверхности.

Боковой осмотр древесины так же важен, как и осмотр торцов. Здесь могут быть обнаружены пороки и болезни дерева, вредные для поделок: например, всякого рода гниль, табачные сучья и т. п. недостатки. Сучья здоровые вообще не вредны и указывают только на второстепенность материала и пригодность его для изделий, в которых этот недостаток может быть терпим. Вообще, кроме здоровой древесины, следует обращать внимание на годичные наслоения, которые должны быть мелки и малозаметны. Широкослойность служит признаком рыхлого строения древесины, и следовательно, такое дерево будет менее прочно. Если слои идут параллельно краям доски и цвет доски ровный, несколько усиливающийся к середине, то это может отчасти служить признаком доброкачественности материала. Напротив, неровность цвета древесины и неправильные годичные наслоения, идущие от краев наискось (косослой), – признак плохого и непрочного материала. Судить о доброкачественности дерева можно также по звуку издаваемому деревом при ударе в торец обухом топора: если звук чистый и гулкий, то дерево здоровое (не гнилое); глухой звук, напротив, свидетельствует, что порча древесины уже началась.