Основы столярного мастерства.. Гонза Тртик. Основыстолярного мастерства
 Скачать 4.25 Mb.
|
|
2.1. Физические и механические свойства древесины Чтобы правильно выбрать древесину для изделия столяр должен знать и понимать еѐ свойства. Например хвойные породы имеют в основном мягкую древесину, чувствительную к механическим повреждениями ударам. Хотя при соблюдении определѐнных требований древесину хвойных пород с успехом можно использовать при изготовлении мебели. При высыхании древесина сжимается в объѐме и подвергается естественному короблению. Пересушенная древесина в нормальных условиях впитает влагу из воздуха и покоробится. См. миниатюру вначале статьи. На состояние древесины и на еѐ свойства влияет и время еѐ заготовки, и длительность выдержки, и условия хранения, и режим сушки. Лучшим считается дерево, заготовленное зимой Кстати раньше в Карпатах устраивали праздники начала и окончания рубки леса. Праздники были с песнями, танцами, выпивкой. Рубку производили в осенне-зимний периода в остальное время лес перерабатывали. Естественно, что у каждой породы своя гибкость Но ив пределах одной породы гибкость может меняться, в зависимости от места его произрастания, наличия в почве различных элементов, влажности почвы, окружения, в котором растѐт дерево. На вязкость и хрупкость древесины также оказывает влияние почва. Древесина имеет особенность раскалываться вдоль волокон Плотные и гибкие породы раскалываются легче мягких. Сучковатость, свилеватость, наплывность, перепутанность волокон снижают раскалываемость. Столяру нет необходимости знать точные цифры тех или иных свойств древесины, но понимать суть процессов происходящих в дереве, просто необходимо. Необходимо для того, чтобы правильно и качественно выполнять свою работу. Да и при разговоре с заказчиками столяр, владеющий определѐнной терминологией и создающий впечатление грамотного человека, вызывает больше доверия. Да и учиться не поздно в любом возрасте. Итак древесина обладает определѐнными физическими, механическими, технологическими и химическими свойствами К физическим свойствам древесины относят цвет запах блеск электропроводность звукопроводность теплопроводность влажность плотность К механическим свойствам относят плотность -твѐрдость; -упругость/хрупкость/; гибкость ударную вязкость Да, да Вы не ошиблись. Дело в том, что некоторые источники относят плотность к физическим, а другие — к механическим свойствам древесины. К технологическим свойствам относят - износостойкость -раскалываемость; -удерживаемость древесиной металлических креплений- шурупов, гвоздей, болтов. Люди урбанизированного мира будут крайне удивлены, узнав, сколько полезных и нужных продуктов получает лесохимическая промышленность. Начиная с активированного угля для аптеки противогазов, и заканчивая скипидаром. 2.1.1. Усушка и разбухание древесины. Коробление. Почему в заголовок статьи вынесены несколько свойств древесины вместе Очень просто — как усушка, таки разбухание вызывают не только изменение размеров, но и коробление древесины. Уже на стадии заготовки пиломатериалов мы заведомо получаем доски, которые при сушке покоробятся. Это происходит из-за неравномерности высыхания слоѐв древесины. Слои, более удалѐнные от сердцевины высыхают быстрее. Поэтому коробление происходит лодочкой, ау срединных досок коробления почти нет, но зато к краям доски становятся заметно тоньше. Устраняется этот дефект методом фугования и протягивания деталей на нужную толщину, а также склеиванием щитов из узких полос древесины. (Существует ещѐ многоразличных видов коробления древесины, но принципы их устранения практически одинаковы) При усушке изменяются размеры деталей. Средняя величина этих изменений приблизительно равна вдоль волокон — 0,1 — 0,3 % поперѐк волокон (в тангенциальном направлении — 6 -10% поперѐк волокон (в радиальном направлении — 3 — 7 % Но эти значения справедливы только для усушки от точки насыщения волокон до абсолютно сухого состояния, те. для полной усушки. Но Вы ведь замечали, что на Ваших дверях по краям филѐнок летом появляются светлые полоски, а осенью они исчезают. Это говорит о том, что древесина даже покрытая лакомили краской всѐ равно реагирует на изменение влажности в окружающей среде. Дерево играет. И играть оно будет всю жизнь. Как избежать появления этих полосок мы поговорим, когда будем рассказывать об изготовлении дверей. Конечно, столяру нет необходимости знать точные цифры, насколько уменьшается ширина той, или иной детали Но при изготовлении мебели из массива дерева нужно понимать смысл усыхания и коробления. Нужно понимать, что полагаться на современные клеи и шурупы, как это делают многие столяра, не стоит. Как никакой асфальт не остановит корни растущего дерева, так никакой намертво прикрученный к нижней части столешницы брусок не спасѐт еѐ от выгибания. Ведь уменьшение размеров в поперечном направлении, как мы писали выше, враз больше, чем в продольном. Вот и использовали старые мастера ласточкин хвост для вставки брусков в столешницы, а также плавающий способ их крепления к царгам стола. Да и рамовые конструкции менее подвержены короблению и деформациям, чем большие клеенные щиты. Приходилось мне видеть и разорванные двери, и другие филѐнчатые конструкции. Это был как раз результат разбухания филѐнок. Неумелый, или неопытный мастер забывал дать волю филѐнкам при сборке дверей, а то и вовсе, думая, что укрепит тем самым конструкцию, давал их наклей. Но обо всѐм этом я расскажу позже, в рубрике » Изготовление столярных изделий. На фото, взятом с сайта forest.geoman.ru, показаны различные виды коробления пиломатериалов. 2.1.2. Теплопроводность древесины Теплопроводность — это перенос тепловой энергии частицами вещества (молекулами, атомами, ионами) в процессе их теплового движения. В обычной жизни теплопроводностью называют количественную оценку способности каждого вещества переносить через свою толщу тепловой поток, который возникает из-за разницы температур на противоположных поверхностях материала. Теплоизоляционные качества древесины известны давно. Издревле человек использовал древесину для изготовления утвари, посуды, стульев, скамеек, кроватей, постройки домов, а ужо баньках, и говорить не приходится. У сухой древесины теплопроводность очень невелика Это объясняется еѐ пористым строением. Все межклеточные и внутриклеточные пространства в сухой древесине заполнены воздухом. Даже если положить руку на дерево, то создаѐтся ощущение тепла, а всѐ потому, что дерево очень медленно отбирает тепло с Вашей ладони. Сейчас широко распространено половое покрытие в виде т.н. ламината. Но насколько же ламинат холоднее натуральных деревянных полов. Теплопроводность древесины зависит от плотности (чем выше плотность, тем выше теплопроводность, от влажности образца и от направления волокон. Чем выше влажность дерева, тем выше теплопроводность, ведь коэффициент теплопроводности воды враз больше коэффициента теплопроводности воздуха. Вдоль волокон теплопроводность выше, чем поперѐк приблизительно в 2 раза у всех пород. А в тангенциальном направлении этот показатель выше, чем в радиальному пород с плотной древесиной, таких, как бук, дуб, граб, лиственница и других. У остальных хвойных породи у лиственных пород с мягкой и рыхлой древесиной этот коэффициент приблизительно одинаков. У хвойных пород теплоизоляционные свойства выше, чему лиственных. Возможно, и поэтому деревянные срубы домов делались и делаются в основном из сосны, лиственницы. А в Карпатах при огромном количестве бука предпочтение отдавалось смереке (об этом дереве поговорим в отдельной большой статье. И, наверное, не только потому, что смерека легче и более устойчива к гниению и различным грибкам, но и потому, что она обладает лучшими теплоизоляционными качествами, чем бук. Дав настоящее время изобретено множество материалов, обладающих меньшей теплопроводностью, чем древесина. Это, в основном, различные вспененные массы, такие как пенополиуретан с коэффициентом теплопроводности 0,02 вт/м.куб каучук вспененный 0,03 стекловолокно 0,036 пенопласт 0,036 поролон 0,04 вата минеральная 0,045 и многие другие. У древесины различных пород коэффициент теплопроводности колеблется в пределах — 0,20 вт/м.куб К. Но он в 3 раза ниже, чему пустотелого кирпича, в 4 раза — чему кирпича шлакового и щлакобетона, враз чему кирпича силикатного, враз чему стекла, враз чему бетона, враз чему железа. И пускай строители называют окна энергетическими дырами, основная потеря тепла в домах идѐт уж точно не за счѐт деревянных оконных рам. А вот обладают — ли вышеперечисленные изоляционные материалы другими свойствами древесины, такими как прочность упругость гибкость износостойкость обрабатываемость. и это не по отдельности, а всеми вместе взятыми и ещѐ многими другими. Дав конце концов, как бы ни старались производители пластмасс, ламината и т.д., но могут — ли их изделия передать ту красоту, внутреннее благородство и теплоту, какими обладает натуральная древесина 2.1.3. Звукопроводность древесины Звукопроводность древесины — это еѐ способность проводить звук. Рассматривая некоторые свойства древесины, часто приходится говорить о противоположных вещах. Говорим об электропроводности, а интересует нас, скорее, как древесина работает в качестве изоляционного материала. Разбираемся с теплопроводностью, но хотим знать, как древесина удерживает тепло. Здесь будем говорить о звукопроводности древесины с целью узнать, а как она изолирует нас отзвуков, доносящихся из-за двери, из-за окна, из-за деревянной перегородки. Поэтому приведѐм некоторые цифры, сравним древесину с другими материалами. Звукопроводность древесины достаточно высока. Зависит она от породы дерева и от направления волокон. Вдоль волокон звук распространяется быстрее всего, в радиальном направлении — медленнее, а в тангенциальном — ещѐ медленнее. Все знают, что скорость звука в воздухе равна 330,7 м/сек. Эту скорость принято считать за единицу. Так вот, в различных породах дерева скорость звука различна иона равна вдоль волокон/в рад, напр./в тангенц. напр. дуб - 12,7 / 5,04 /4,2 ясень - 15,3 / 4,6 / 4,1 сосна - 15,2 / 4,4 / 2,6 Эти цифры показывают, во сколько раз быстрее скорости звука в воздухе распространяется звук в древесине этих пород. Нужно отметить, что древесина не самый худший звукоизоляционный материал. Например, железо, стекло и ряд других материалов проводят звук ещѐ быстрее. Например, бетонные перегородки, при той же толщине, имеют звукопроницаемость враз большую, чем древесина. Но, несмотря на это отрицательное качество древесины, другие положительные свойства выделяют еѐ среди других материалов. 2.1.4. Электропроводность древесины Способность древесины сопротивляться прохождению через неѐ электрического тока характеризует такое еѐ свойство, как электропроводность Электропроводность — это, по-другому, способность древесины проводить электрический ток. Таким образом, делаем вывод чем выше сопротивление древесины, тем меньше хуже) она проводит ток. Электропроводность древесины зависит от породы дерева, направления волокон и от влажности образца. Сухая древесина является почти диэлектриком, те. практически не проводит ток. Когда-то из сухого дуба даже делали платы для электрических схем. А корпуса радио и телеприѐмников из дерева или из фанеры помнят очень многие люди до сих пор. Да и на плакатах по мерам безопасности всегда был нарисован мужчина, снимающий оголѐнный электропровод с поражѐнного током деревянной рейкой. Существуют понятия поверхностного и объѐмного сопротивления. Они характеризуют, соответственно, прохождение тока по поверхности и внутри образца. Эти два вида сопротивления в сумме дают полное сопротивление древесины. Сопротивление древесины снижается с увеличением влажности. Например, сопротивление сосны при влажности 0% равно 2,3 х 10 15 ом/см, а при влажности 20% — 3 х 10 8 ом/см. А поверхностное сопротивление, например, бука при увеличении влажности с 4,5% до 17% уменьшается с 1,2 х 10 13 дох ом. Опытным образом установлено, что увеличение влажности в границах от 0% до 30% приводит к снижению сопротивления в миллионы, а больше 30% в десятки раз. Неодинаково сопротивление вдоль и поперѐк волокон. Любая древесина проводит электричество вдоль волокон в несколько раз лучше, чем поперѐк. Нов абсолютных величинах эта разница не столь ужи существенна. Увеличение температуры древесины также приводит к снижению еѐ сопротивления и, соответственно, к увеличению электропроводности. Это интересно знать. На зависимости электропроводности от влажности основан метод измерения степени влажности древесины электрическим способом, так называемыми электровлагомерами. Ас учѐтом вышесказанного можно объяснить неточность измерений этим способом при влажности пиломатериалов выше 30%. Способность древесины удерживать металлические крепления Одним из важных технологических свойств древесины является е способность удерживать металлические крепления -гвозди, костыли, скобы, шурупы и т.д. Это еѐ свойство зависит от породы древесины, еѐ влажности и плотности. При забивании в дерево металлических креплений еѐ волокна частично перерезаются, частично сминаются, а частично изгибаются. Вот эти последние части дерева и оказывают основное давление на бока гвоздя и удерживают его в себе. Чем выше плотность, тем сильнее древесина сопротивляется как вдавливанию гвоздя, таки его выдѐргиванию. Ау шурупов ещѐ добавляется и сопротивление волокон на разрыв (при выдѐргивании). Так, например, это свойство у сосны примерно в 3-4 раза ниже, чему граба. А для выдѐргивания шурупа, в 2 раза меньшей длины, чем гвоздь того же диаметра, необходимо приложить в 2 раза большее усилие. У сухой древесины наблюдается такая особенность она больше сопротивляется вдавливанию, чем выдѐргиванию. У влажной древесины существенных различий нет. Эксперименты показали, что сопротивляемость древесины вдавливанию и выдѐргиванию повышается с увеличением диаметра гвоздя. Да это и понятно, чем больше площадь соприкосновения и больший изгиб волокон усиливают их давление на боковые стенки гвоздя. Но часто дерево усыхает, и вытащить гвоздь, или вывернуть шуруп бывает легче, чем забить. А иногда, наоборот, невозможно ни вытащить гвоздь, ни вывернуть шуруп. Тогда приходит на помощь т.н. козья ножка. 2.1.5. Раскалываемость древесины Раскалываемость — это способность древесины расщепляться вдоль волокон при внедрении вне клина. Клин, входящий в древесину, раздвигает волокна в разные стороны. При этом с увеличением расстояния между волокнами, увеличивается изгиб волокон в разные стороны. Так как древесина упруга, то эти волокна стремятся выпрямиться и давят на клин. Сила этого давления с увеличением расстояния становится больше силы сцепления волокон. Они стремятся выпрямиться и расщепляют древесину по длине, образуя трещину впереди клина. Чем выше упругость, тем лучше раскалываемость породы. Более влажная древесина колется легче пересушенной, но очень мокрая, она становится вязкой и раскалывается труднее. Мѐрзлая древесина колется легко. Легко колется древесина хвойных порода также бук, каштан, осина, липа, дуб. Такие пороки древесины, как свилеватость, сучки и некоторые другие снижают раскалываемость древесины. Это свойство древесины использовалось человеком издревле. Ведь нес появлением же человека появилась пила. Полы из колотых брѐвен находят при раскопках древних поселений в Новгороде, Киеве и многих других местах. Охотники-промысловики в Сибири делали лежанки в своих зимовьях из колотых брѐвнышек, чтобы и спать было ровно и лежанка получилась упругой. В детстве я не раз наблюдал, как мой дед делал топорища на топоры (а их у него было штук 12 , разных размеров) из колотых заготовок. Да я и сам сейчас делаю ручки на молотки сначала отколов от бруска с ровными волокнами нужный мне кусок. Такая ручка служит долго и надѐжно. Во Франции (это знаю точно) делают бочки для выдержки коньяка из клепок, изготовленных методом раскалывания дубовых чурок. Конечно, колются они не вручную, а большущим механическим колуном. Да и мастера-умельцы в нашем краю, делая бочки для вина, поступают также. До сих пор остались мастера в Карпатах, которых власти привлекают для реставрации деревянных церквей. Они изготавливают вручную аутентичный гонт дощечки) для кровли. Раскалываемость может сослужить и плохую службу, особенно при забивании гвоздей, скоб, костылей и т.д., а также при завинчивании шурупов. Но об этом поговорим водной из следующих статей в рубрике » Технология изготовления столярных изделий. Это интересно знать. Нами было сделано уже несколько заказов по изготовлению настенных панелей из планок с одной сколотой поверхностью. Для этого мы применяли древесину ольхи, осины, тополя. Фото этих панелей размещу на сайте позже. На фото Вы можете видеть обрамление дверного проѐма, выполненное из колотых планок осины и ольхи. Работа выполнена моим товарищем Александром. 2.1.9 Гибкость древесины Гибкость древесины — это еѐ способность изменять свою форму под воздействием внешних сил без видимого нарушения связей между частицами, независимо оттого, возвращает ли древесина прежнюю форму, или нет, после снятия нагрузки. Гибкость объясняется растяжимостью древесных волокон. Поэтому у деревьев с прямыми и длинными волокнами гибкость выше. Пороки древесины снижают еѐ гибкость, а в некоторых случаях и сводят еѐ к нулю. Древесина бывает упруго-гибкой и вязко-гибкой. Упруго-гибкая древесина возвращает назад свою форму после прекращения действия на неѐ силы, а вязко-гибкая остаѐтся в деформированном или частично деформированном состоянии. Гибкость древесины используется при изготовлении плетѐных предметов, полозьев, ободьев и пр. Наиболее гибкой древесиной считаются берѐза, липа, осина, орешник. Наименее гибкой — ольха, сосна. На гибкость влияют и возраст дерева, (молодая древесина более гибка, и влажность, с увеличением которой увеличивается и гибкость. А вот при охлаждении гибкость теряется. По этой причине при производстве гнутых изделий используют метод пропаривания, то есть насыщения древесины влагой при высокой температуре. Мой отец рассказывал мне, как они в детстве сами делали лыжи, распаривая конец заготовки в чугунке с кипятком. А один знакомый говорил, что ещѐ лет 15 назад делал лыжи из бука таким же способом. В промышленном производстве при гнутье заготовок используют чаще всего дуб, ясень, берѐзу, бук. |