Трудове навчання (для хлопців). 7 клас. Терещук

§ 2. Властивості деревини. Вибір матеріалу для виготовлення виробу

Які властивості деревини необхідно враховувати під час виготовлення виробів

Пригадай...

  • Які властивості конструкційних матеріалів тобі відомі?
  • Які властивості деревини ти знаєш?

Вибираючи деревину для виготовлення виробу, слід враховувати її фізичні та технологічні властивості.

До фізичних належать такі властивості, що виявляються під час взаємодії деревини з навколишнім середовищем. Деякі фізичні характеристики деревини можна визначити з допомогою органів чуття, а деякі - застосовуючи спеціальні прилади.

Зовнішній вигляд деревини (колір, блиск, текстура) та її запах - це фізичні властивості деревини, які можна оцінити з допомогою органів чуття.

Колір залежить від породи, віку, місцевості й умов, у яких росло дерево. Деревина може мати різні відтінки. Наприклад, у дуба близько 20 кольорових відтінків, а у горіха - до 40! Колір враховують під час створення меблів та творів мистецтва.

Блиск залежить від щільності деревини, кількості та розміру серцевинних променів та площини перерізу. Гарний блиск мають дуб, бук, клен та інші листяні породи. Блиск деревини враховують, коли виготовляють частини виробу, який не фарбують.

Запах залежить від вмісту ефірної смоли, дубильних речовин. Найсильніший запах мають хвойні породи дерев - сосна, ялина, смерека, а серед листяних - дуб.

Береза

Сосна

Ялиця

Дуб

Липа

Кедр

Ясен

Модрина

Рис. 15. Текстура порід деревини

Текстура - це природний малюнок, який утворюється на поверхні деревини після розрізання її волокон. Кожна порода деревини має власну текстуру (рис. 15). Текстура визначає декоративну цінність виробу з деревини. Прозорі лакові покриття надають текстурі глибини, посилюють її виразність (рис. 16).

Рис. 16. Текстура деревини, підсилена лакуванням

Щоб забезпечити споживчі та виробничі вимоги, слід враховувати такі фізичні властивості деревини, як густина, реакція на вологу, здатність змінюватися під дією механічного впливу, проникність для різних рідин та газів, теплопровідність, акустичні властивості та ін.

Вологість деревини. У дереві, яке росте, міститься велика кількість вологи, потрібної для його нормального розвитку. У деревині свіжозрубаного дерева, залежно від умов зберігання, може міститися та сама кількість вологи, що й у живому. Вологість деревини вимірюють з допомогою спеціальних пристроїв (рис. 17).

Розрізняють такі ступені вологості деревини:

  • мокра, яка тривалий час лежала у воді (вологість понад 100 %);
  • свіжозрубана (50...100 %);
  • повітряно-суха, що довго пролежала на відкритому повітрі (15...20 %);
  • кімнатно-суха (8...10 %);
  • абсолютно суха (близько 0 %).

Рис. 17. Пристрої для вимірювання вологості деревини у промислових умовах

До властивостей, що характеризують реакцію деревини на вологу, належать: вологопоглинання, вологопровідність, усихання, розбухання, жолоблення і розтріскування.

Вологопоглинання - здатність деревини поглинати вологу з навколишнього середовища. Це негативна властивість деревини.

Вологопровідність - це властивість деревини проводити воду із зон з підвищеною вологістю в зони зі зниженою.

Усихання - зменшення об’єму і форми деревини під час висихання (рис. 18).

Рис. 18. Усихання деревини

Розбухання - збільшення об’єму деревини у процесі її зволоження.

Звукові властивості деревини - це здатність деревини поглинати, проводити, резонувати звуки, відбивати їх.

Італійський майстер Антоніо Страдіварі робив свої скрипки з ялини. її деревина дуже щільна й однорідна - саме цим пояснюють дивовижний звук скрипок старих майстрів.

Рис. 19. Скрипка Антоніо Страдіварі

Резонансна здатність - це здатність деревини звучати і посилювати звук. Ця властивість використовується при виробництві музичних інструментів (рис. 19). їх виготовляють зі спеціальних порід деревини, яку прийнято називати резонансною, серед них - ялиця, кедр та ін.

Рис. 20. Тис

Чи знаєш ти, яке дерево найміцніше у світі? Це тис, і він росте у нас в Україні (рис. 20). Через міцність деревину тису використовували для будівництва кораблів, з неї робили зброю - луки, арбалети і навіть гарматні ядра. Історики кажуть, що колись оборонці Хустського замку (нині Закарпатська обл.), розстрілюючи з гармат тисовими ядрами, розігнали полчища хана Гірея. Тис такий важкий, що навіть тоне у воді та, пролежавши там сотню років, не гниє, як більшість порід. За це тис у народі називають «залізним».

Ззовні тисова деревина дуже гарна. Давні римляни через її незвичний червоний колір назвали тис королівським деревом. Ним оздоблювали палаци королів та імператорів, робили скриньки для коштовностей і парфумів, королівські трони. Останній факт згадується у «Повісті минулих літ». У Карпатах тис цінувався на вагу золота. У княжі часи цінною деревиною місцеві селяни платили данину боярам, а пізніше, у XVII—XVIII століттях, - австрійському цісарю. Однак треба знати, що насіння, хвоя та пагони дерева - отруйні. Тому після контакту з ними слід ретельно вимити руки!

Що необхідно знати про технологічні властивості деревини для її практичного використання

Під час добору деревини як конструкційного матеріалу враховують її здатність утримувати металеві кріплення (цвяхи, шурупи тощо), стійкість в експлуатації, здатність до згинання та опору до розколювання.

Щоб витягти цвяхи, забиті впоперек волокон, треба докласти майже удвічі більше зусиль, ніж для цвяхів, забитих у торець пиломатеріалу (дошки чи бруска).

Щоб витягти шуруп, треба докласти зусиль значно більших, ніж для цвяхів, тому шурупи викручують викруткою. Однак забитий у деревину шуруп тримається значно гірше, ніж цвях.

Здатність деревини утримувати металеві кріплення зростає із збільшенням її щільності. Щільність як властивість деревини характеризується фізичною величиною - густиною.

Отже, щоб дібрати деревину з вищою щільністю, враховують її густину. Наприклад, густина сосни становить 500 кг/м3, густина грабу, дуба, берези відповідно - 800, 690, 650 кг/м3. Високу густину має також бук. Це беруть до уваги під час виготовлення побутових речей (полиць, тримачів тощо) або меблів, у конструкції яких є окремі деталі на металевих з’єднаннях, - виріб може бути виготовлений із різних порід дерев.

Про які вади деревини необхідно знати, добираючи матеріал для роботи

Вади деревини - це недоліки окремих ділянок деревини, що знижують її якість і обмежують можливість її ручної або механічної обробки.

Вади і пошкодження деревини можуть бути наслідком неправильного росту дерева, руйнування його тканин грибками, комахами, механічною дією, а також виникнути через неправильне зберігання пиломатеріалу.

Серед основних вад деревини, на які варто звертати увагу під час добору матеріалу, можна вказати такі: тріщини; сучки; вади форми стовбура і вади будови деревини; хімічні забарвлення; ураження грибком; біологічні ушкодження; сторонні вкраплення, коробления.

Сучки - це основна вада деревини майже в усіх пиломатеріалах (рис. 21, а). Вони утворюються внаслідок відгалуження гілок від стовбура.

Тріщини - це поздовжні розриви деревини (рис. 21, б). Ділянка деревини з тріщинами непридатна до використання.

Рис. 21. Вади деревини: а - сучки, б - тріщини

Рис. 22. Вади стовбура: а - закомелистість, б - наріст

До вад форми стовбура належать: збіжистість, закомелистість, овальність, нарости і кривизна.

Збіжистість - вада деревини, за якої діаметр стовбура дерева зменшується більш як на 1 см на кожен метр висоти стовбура.

Закомелистість - це різке збільшення діаметра нижньої частини стовбура (рис. 22, а). Вона утруднює використання матеріалу, збільшує кількість відходів, викликає появу скошення волокон у пиломатеріалах.

Наріст - місцеве потовщення стовбура дерева (рис. 22, б). Може бути гладким або з нерівною поверхнею і завилькуватою будовою деревини, яку називають капами. Нарости вважають умовною вадою. У деревині, що використовується як конструкційний матеріал, - це вада. Для художньої обробки меблів завилькуваті капи - цінна частина деревини.

Кривизна - це викривлення стовбура дерева по всій довжині (рис. 23). Вона зменшує корисний вихід пиломатеріалів і шпону.

Завилькуватість - це звивисте або безладне розташування волокон. Завилькуватість знижує міцність під час розтягування, стискування та вигину й підвищує міцність при сколюванні й вигині вдарянням. Вона створює красиву текстуру і високо цінується в декоративному оздобленні, тому її вважають умовною вадою.

Рак - заглиблення або здуття, що виникає на поверхні стовбура дерева, що росте, під впливом грибків або бактерій (рис. 24). Дерево в місці ураження припиняє рости, внаслідок чого утворюється западина або темна відмерла ділянка стовбура.

Деякі ураження грибами (рис. 25) лише змінюють забарвлення деревини, не впливаючи на її фізико-механічні властивості; інші ж руйнують структуру, утворюючи гнилі.

Рис. 23. Кривизна стовбура

Рис. 24. Рак деревини

Рис. 25. Ділянки деревини, уражені грибами

Рис. 26. Біологічні вади деревини

Біологічні вади деревини - це ушкодження, викликані комахами (рис. 26). Їх називають червоточиною. На деревині червоточини мають вигляд вкраплень, темних заглибин, канавок. Біологічно уражена деревина як конструкційний матеріал непридатна для використання.

Рис. 27. Зміни розмірів деревини

Працюючи з деревиною, слід брати до уваги, що вона змінює вологість. На всихання та набухання деревини впливає вологість повітря, яка залежить від пори року. Причому зміни у розмірах відбуваються переважно впоперек волокон, і лише незначні зміни - уздовж (рис. 27). Якщо цього не врахувати, то деталі з часом пожолобляться, з’єднання втратять міцність, рухомі - функціональність. Цих недоліків можна позбутися, якщо відвести час на адаптацію деревини до вологості майстерні чи приміщення, у якому виготовлятиметься виріб, потримавши їх кілька днів перед тим, як починати працювати.

1. Які фізичні властивості деревини треба враховувати, вибираючи матеріал для виготовлення виробу?

2. Як визначають вологість деревини?

3. Які технологічні властивості деревини важливі для її використання?

4. Назви основні вади деревини та причини їх виникнення.

5. Від чого залежить тривалість використання виробів із деревини?