Бондарное дело. Всё о древесине

Основы изготовления бондарных изделий

   Повседневный мастеровой труд бондаря носил реально-экономический характер и был подчинен удовлетворению насущных потребностей крестьянского хозяйства. Лаконизм линий и форм, компактность, простота, отсутствие праздной нарядности, целесообразность и удобство в назначении бондарных изделий были основными, главными чертами производственной традиции, которая составляла основу домашнего производства. Мастера-бондари были удивительными практиками. Зная секреты бондарного ремесла, они передавали его из поколения в поколение. Не имея перед собой писаных инструкций и нормативных требований, выраженных в математических показателях, таких как необходимое отношение длины клепки и ее толщине, коэффициент выпуклости, допустимый процент влажности древесины и др., они тем не менее с присущей им интуицией руководствовались этими нормативными требованиями.
   Производственный цикл изготовления бондарных изделий состоит из следующих этапов:
   выбор древесины;
   заготовка клепок;
   приготовление обручей;
   приготовления днищ;
   сборка изделия.

Как выбрать древесину для изготовления бондарных изделий

Характеристика, строение и основные свойства древесины

   Несмотря на то, что древесина является сравнительно распространенным и доступным материалом, ее доставка, подготовка к окончательной обработке и хранение требуют довольно много забот и значительных знаний.
   Для различных видов бондарных работ могут применяться разнообразные древесные породы как хвойные, так и лиственные. Из множества древесных пород в бондарном деле в основном применяют около двух десятков наиболее распространенных как хвойных, так и лиственных: сосна, ель, лиственница, тис, пихта, кедр, береза, липа, дуб, вяз, ольха, кедр, осина, можжевельник и некоторые другие.
   Каждая древесная порода имеет характерные особенности, по которым ее можно отличить от другой. Основными признаками при определении породы по древесине являются следующие:
   наличие ядра;
   ширина заболони;
   степень видимости годичных слоев и их очертания на поперечном разрезе, четкость границы между ранней и поздней древесиной в годичных слоях;
   наличие, размеры, окраска и количество сердцевинных лучей;
   размеры сосудов и характер их группировок в древесине лиственных пород;
   наличие смоляных ходов, размеры и их количество в древесине хвойных пород.
   Чтобы определить породу древесины необходимо знать и дополнительные признаки, к которым относятся цвет, блеск, текстура (рисунок), плотность и твердость. При определении древесных пород сначала устанавливают, к какой группе пород относится данный образец: хвойным, лиственным кольцесосудистым или лиственным рассеянно-сосудистым. У хвойных пород годичные слои заметны у всех пород. Сосудов нет. Сердцевинные лучи не видны. Древесина некоторых пород имеет смоляные ходы. В пиломатериалах для определения породы принимают во внимание количество, расположение, форму и вид сучков. Остатки коры на кромках служат дополнительным признаком.
   У кольцесосудистых лиственных пород годичные слои из-за разницы в строении ранней и поздней древесины хорошо заметны. Расположенные в ранней зоне годичных слоев крупные сосуды на поперечном среде образуют сплошное кольцо отверстий, хорошо видимое невооруженным глазом. В плотной темной поздней зоне древесины заметны скопления мелких сосудов и клеток в виде светлых радиальных полосок, волнистых линий вдоль границы годичных слоев, отдельных черточек или точек. У большинства пород видны сердцевинные лучи. Все породы ядровые.
   У рассеянно-сосудистых лиственных пород, как правило, годичные слои видны недостаточно четко. Сосуды, если они заметны, на поперечном разрезе не образуют сплошного кольца. Поздняя зона годичного слоя не имеет рисунка. У некоторых пород видны сердцевинные лучи.
   Породу древесину обычно определяют по кроне, коре, листьям или хвое, плодам. Кроме того, при определении породы древесины пользуются определителями, составленными на основании изучения строения древесины, макроскопическими и микроскопическими признаками.
   Основными разрезами ствола являются поперечный, радиальный и тангенциальный Поперечным называется разрез, проходящий перпендикулярно оси ствола и направлению волокон и образующий торцовую плоскость. Радиальный разрезом является продольный разрез, который проходит через сердцевину по радиальному направлению вдоль волокон древесины и перпендикулярно касательной к годичному слою древесины в точке касания. Тангенциальный разрез – это продольный разрез, проходящий на некотором расстоянии от сердцевины и по радиальному направлению вдоль волокон древесины по касательной к годичному слою. Древесина на указанных разрезах имеет различный вид и неодинаковые свойства.
   Поперечный разрез ствола дает возможность увидеть сердцевину, древесину с ее годичными слоями и кору. Сердцевина 1 – представляет собой узкую центральную часть ствола, состоящую из рыхлой ткани. На торцовом разрезе имеет вид темного пятнышка диаметром 2 – 5 мм. На радиальном разрезе она видна в виде прямой или извилистой темной узкой полоски.
   Большую часть ствола занимает древесина. Она представляет собой совокупность проводящих механических и запасающих тканей, расположенных в стволах, ветвях и корнях древесных растений между корой и сердцевиной. Кора покрывает дерево сплошным кольцом и состоит из внешнего слоя – корки и внутреннего слоя – луба 5, который проводит воду с органическими веществами, выработанными в листьях, вниз по стволу. Кора предохраняет дерево от механических повреждений, резких перепадов температуры, насекомых. Цвет и вид коры зависят от возраста и породы дерева.
   У молодых деревьев кора гладкая, с возрастом на ней появляются трещины. Кора может быть гладкой (пихта), чешуйчатой (сосна), волокнистой (можжевельник), бородавчатой (бересклет). Цвет коры может иметь множество оттенков, например: белая у березы, темно-серая у дуба, темно-бурая у ели. В зависимости от породы, возраста дерева и условий произрастания кора может составлять от 6 до 25% объема ствола. Между корой и древесиной находится очень тонкий, сочный, не видимый невооруженным глазом слой – камбий 7, состоящий из живых клеток. Из клеток камбия образуются клетки древесины и коры.
   Макроструктура древесины состоит из заболони, ядра и спелой древесины. Древесина лесных пород обычно окрашена в светлый цвет. При этом у одних пород вся масса древесины окрашена в один цвет (береза, граб, ольха), у других центральная часть имеет более темную окраску (дуб, сосна, ольха). Темноокрашенная часть ствола называется ядром, светлая периферическая – заболонью. Ядро древесины состоит из мертвых клеток, заболонь – из живых.
   Если центральная часть ствола отличается меньшим содержанием воды, а по цвету не отличается от периферической, ее называют спелой древесиной, а породы – спелодревесными. Породы, имеющие ядро, называют ядровыми. Остальные породы, у которых нет различия между центральной и периферической частью ствола ни по цвету, ни по содержанию воды, называют заболонными (безъядерными). Из хвойных пород ядро имеют сосна, лиственница, кедр. Из лиственных – ясень, дуб, ильм, тополь. Спелодревесными породами являются из хвойных ель и пихта, из лиственных бук и осина. К заболонным породам относятся самшит, клен, береза, граб.
   У некоторых безъядерных пород (бук, береза, осина, ель, клен) наблюдается потемнение центральной части ствола. В этом случае темная центральная зона называется ложным ядром. Молодые деревья всех пород не имеют ядра и состоят из заболони. Лишь со временем образуется ядро за счет перехода заболонной древесины в ядровую.
   Образуется ядро за счет отмирания живых клеток древесины, закупорки водопроводящих путей, отложения дубильных, красящих веществ, смолы, углекислого кальция. В результате этого изменяется цвет древесины, ее масса и показатели механических свойств. Ширина заболони зависит от породы и условий произрастания. У одних пород ядро образуется на третий год (белая акация, тис), у других – на 30 – 35 год (сосна), поэтому заболонь у тиса узкая, у сосны широкая).
   В растущем дереве заболонь служит для проведения воды с минеральными веществами от корней к листьям, а ядро выполняет механическую функцию. Древесина заболони легко пропускает воду и менее стойка против загнивания, поэтому при изготовлении тары под жидкие вещества заболонь используют ограниченно. Ядровые породы древесины плотнее, тверже и красивее заболонных. Чаще всего их применяют для работ с декоративным уклоном. Линия перехода заболони в ядро является элементом, украшающим изделие. Заболонные породы имеют сравнительно однородную, мягкую древесину, которую легко обрабатывать вручную.
   На поперечном разрезе видны концентрические слои, расположенные вокруг сердцевины. Эти образования представляют собой ежегодный прирост древесины. Называются они годичными слоями. На радиальном разрезе годичные слои имеют вид продольных и прямых полос, на тангенциальном – извилистых конусообразных линий. Годичные кольца нарастают ежегодно от центра к периферии и самым молодым слоем является наружный. По числу годичных слоев на торцовом разрезе на комле можно определить возраст дерева. Каждый годичный слой состоит из двух частей – ранней и поздней древесины. Ранняя древесина (внутренняя) обращена к сердцевине, светлая и мягкая. Поздняя древесина (наружная) обращена к коре, темная и твердая.
   Ранняя древесина образуется в начале лета и служит для проведения воды вверх по стволу. Поздняя древесина откладывается к концу лета и выполняет в основном механическую функцию. От количества поздней древесины зависят ее плотность и механические свойства.
   На поперечном разрезе некоторых пород хорошо видны светлые, часто блестящие, направленные от сердцевины к коре линии, которые называют сердцевинными лучами. Они имеются у всех пород, но видны лишь у некоторых. Сердцевинные лучи могут быть очень узкие, не видимые глазом (у березы, самшита, осины, груши и всех хвойных пород; узкие, трудно различимые (у клена, вяза, липы), хорошо видимые на поперечном разрезе (у дуба, бука). На радиальном разрезе сердцевинные лучи заметны в виде светлых блестящих полосок или лент, расположенных поперек волокон. Они могут иметь окраску светлее или темнее окружающей древесины.
   В срубленной древесине сердцевинные лучи создают на радиальном разрезе красивый рисунок, что имеет значение при выборе древесины в качестве декоративного материала. В растущем дереве сердцевинные лучи служат для проведения воды в горизонтальном направлении и для хранения запасных питательных веществ. Количество сердцевинных лучей зависит от породы. У лиственных пород сердцевинных лучей почти в 2 – 3 раза больше, чем у хвойных.
   На торцевом (поперечном) разрезе лиственных пород видны отверстия, представляющие сечения сосудов – трубок, каналов разной величины, предназначенных для проведения воды. Крупные сосуды чаще всего расположены в ранней древесине годичных слоев и на поперечном разрезе образуют сплошное кольцо из сосудов. Такие лиственные породы называют кольцесосудистыми. Если мелкие и крупные сосуды равномерно распределены по всей ширине годичного слоя, – такие породы называют рассеянно-сосудистыми лиственными породами.
   Характерной особенностью строения древесины хвойных пород являются смоляные ходы, представляющие собой тонкие узкие каналы, заполненные смолой. Смоляные ходы могут быть вертикальными и горизонтальными. На поперечном разрезе вертикальные смоляные ходы виды в виде светлых точек, расположенных в поздней древесине годичного слоя. На продольных разрезах они видны в виде темных штрихов, направленных вдоль оси ствола. Количество и размер смоляных ходов зависят от породы древесины. У древесины сосны смоляные ходы крупные и многочисленные, у древесины лиственницы – мелкие и немногочисленные.
   Если рассматривать древесину под микроскопом, можно увидеть растительные клетки, преимущественно мертвые даже в растущем дереве. В таких клетках оболочки утолщены и в них содержится особое вещество – лигнин, вызывающее одревеснение. Совокупность клеток одинакового строения и выполняющих одни и те же функции образует ткани древесины. Основные ткани древесины – проводящие, или сосудистые, запасающие, опорные, или механические. Основная масса клеток в растущем дереве расположена вертикально – вдоль оси ствола.
   Лучшим возрастом дерева для использования древесины при изготовлении бондарных изделий является для ели примерно 90 – 120 лет, сосны – 80 – 110 лет, березы – 50 – 65 лет.

Основные хвойные породы

Из древесины хвойных пород в бондарном ремесле наибольшее применение имеет древесина сосны, ели, лиственницы, кедра, пихты, можжевельника.

Лиственница

Лиственница является ядровой породой. Ядро красновато-бурового цвета. Заболонь у нее достаточно узкая – до 20 годичных слоев. Общий цвет древесины имеет бурый оттенок. Поздняя древесина темно-бурого цвета, сильно развита и резко отличается от ранней, обладает скипидарным запахом. Смоляные ходы немногочисленные. Из-за хорошо видимых довольно широких годичных слоев и прямолинейности стволов древесина в радиальном разрезе кажется полосатой. Сучки, которые имеют горизонтальные направление, разбросаны поодиночке, беспорядочно. Древесины лиственницы сравнительно тяжелая, твердая, склонна и сильному растрескиванию. Кора толстая, буро-ржавого цвета, с большим количеством трещин.

Сосна

Сосна имеет более узкую, чем у лиственницы, ядровую часть ствола и в свежесрубленном состоянии по цвету почти не отличается от желтовато-белой широкой заболони. Но при сушке и хранении ядро темнеет и принимает буровато-красноватый оттенок. Общий цвет древесины имеет красноватый или желтоватый оттенок. Поздняя древесина хорошо отличается от светлой ранней. Сучки исходят только из отдельных мутовок, которые располагаются в сердцевине в концах годичного прибавления в росте. Побеги направлены вверх под острым углом к оси ствола и поэтому в разрезе пиломатериалов имеют овальную форму. Древесина сосны довольно мягкая и хорошо обрабатывается, так как волокна у сучков сосны не свилеватые; обладает резким скипидарным запахом. Кора внизу толстая, с трещинами, темно-бурая, вверху тонкая, золотистая.

Ель

Ель имеет множество видов. Имеет мутовчатые сучки, чем отличается от сосны. По физико-механическим свойствам ель, произрастающая в северных районах страны, дает лучшую древесину. Древесина ее безъядровая, спелодревесная.
Из-за большой сучковатости обрабатывается несколько хуже. Преимущество ее состоит в однородности строения, белом цвете со слабым желтоватым оттенком и малой смолистости. Обладает слабым скипидарным запахом. Кора бурая, в трещинах, довольно тонкая.

Пихта

Пихта по внешнему виду и по основным свойствам похожа на ель. Она равномерно спелодревесная, однородного цвета, имеет одинаковые годичные слоистые слои. По внешнему виду отличить древесину пихты от ели можно лишь по тем признакам, что первая, кроме мутовчатых, имеет большое количество отдельных сучков, растущих горизонтально. Поскольку древесина пихты не содержит смолы, материал не имеет скипидарного запаха, свойственного, например, лиственнице, сосне или ели. Пихту легче всего отличить от ели по тонкой, гладкой серой коре. Материал пихты легко коробится и растрескивается.

Кедр

Кедр, или кедровая сосна, относится к ядровым породам, обладает самой легкой и мягкой древесиной. Узкое ядро отличается от широкой желтовато-беловатой заболони розоватым оттенком. Поздняя древесина слабо развита и переходит в раннюю постепенно. Многочисленные смоляные ходы очень крупные по сравнению с другими хвойными породами. Расположение сучков мутовчатое, с большим количеством отдельных побегов, направленных вверх. Древесина кедра имеет красивую текстуру и легко поддается обработке. По стойкости против гниения превышает сибирскую ель и пихту. Кора бурая, в трещинах, довольно толстая.

Можжевельник

В северном и умеренном климатическом поясе можжевельник растет в виде невысокого кустарника, ствол небольших размеров. В Крыму, на Кавказе и Средней Азии встречается в виде дерева. У можжевельника розовато-белая узкая заболонь и серовато-коричневое или желтовато-бурое ядро. В связи с тем, что стволы можжевельника часто имеют ребристую форму, годичные слои и линии перехода заболони в ядро извилистые, поэтому у можжевельника особенно красивая текстура именно в торцевом разрезе. Обладает приятным запахом и антисептическими свойствами. Издревле древесину можжевельника используют для изготовления различных видов посуды и других изделий.

Тис

Тис – одна из редких пород. Древесина имеет узкую заболонь и плотное буровато-красное ядро. Ксилема тиса очень красивая, вязкая и хорошо поддается обработке. Растет тис очень медленно, поэтому годичные слои у него узкие, но хорошо различаются во всех разрезах.

Основные лиственные породы

В зависимости от особенностей расположения сосудов в годичных слоях и их величине лиственные породы подразделяют на кольцесосудистые и рассеяннососудистые. У кольцесосудистых пород крупные сосуды расположены кольцевыми рядами в ранней части годичного слоя. Из кольцесосудистых пород самую изящную по текстуре древесину имеет семейство ильмовых (вяз, карагач, ильм). Это ядровые породы, древесина которых в различных слоях имеет неодинаковый оттенок. Особенности строения всех ильмовых пород является то, что мелкие сосуды в поздней древесине расположены группами, которые в торцовом разрезе образуют волнистые полосы, из-за чего на кривых поверхностях образуется тонкий красивый узор.

Дуб

Дуб имеет узкую желтовато-белую заболонь. Цвет ядра от светло-бурого до темно-бурого. Мелкие сосуды в поздней части годичного слоя расположены радиальными рядами. Сердцевинные лучи сильно развиты и хорошо видны на всех разрезах. Древесина дуба отличается высокой прочностью, устойчивостью против гниения и красивой текстурой. Высоко ценится и мореный дуб, который получается из стволов обычных деревьев, долго выдержанных в воде, богатой солями железа. При морении цвет древесины дуба изменяется почти до черного.

Ясень

Древесина ясеня напоминает по строению древесину дуба, но без характерных для него крупных сердцевинных лучей. Кроме того, заболонь ясеня больше, без желтого оттенка, ядро светлее и зона крупных сосудов в годичных кольцах шире. Ясень ценится из-за прочности и вязкости. Из тонких досок можно изготовлять гнутые детали и изделия.
Многие лиственные породы относятся к рассеяннососудистым. У них сосуды мелкие и равномерно распределены по всей ширине годичного слоя.

Береза

Береза является самой распространенной породой среди лиственных. Ее древесина заболонная, однородно-белая, с незначительным красным оттенком, средней твердости, легко подвергается гниению и короблению. Чтобы разнообразить внешний вид изделий из березы, ее иногда окрашивают, украшают резьбой, выжиганием и др. В отличие от обыкновенной березы, ее разновидность, называемая карельской березой, имеет очень красивую текстуру.

Бук

Бук произрастает в Карпатах, на Кавказе, в Крыму. Это безъядровая порода светло-бурого цвета с красным оттенком. Годичные кольцах хорошо видны. Сердцевинные лучи широкие, на радиальном разрезе имеют вид блестящих полосок, а на тангенциальном разрезе имеют вкрапления. Древесина бука обладает большой прочностью и пропаренном состоянии хорошо гнется.

Орех

Орех бывает нескольких видов. Распространен на Кавказе, в Средней Азии, на Дальнем Востоке (маньчжурский). По механическим свойствам древесина маньчжурского ореха значительно уступает грецкому ореху. Древесина ореха имеет ядро коричневато-серой неравномерной окраски, нерезко ограниченное от широкой сероватой заболони. Хорошо видны крупные сосуды, которые равномерно распределены по всей толщине годичного слоя. Древесины отличается высокими декоративными качествами и хорошо поддается обработке резанием.

Осина

Осина является одной из самых мягких лиственных пород. Древесина белая, годичные слои почти незаметны.

Липа

Липа относится к безъядровым мягким лиственным породам. Ее древесина имеет розовый оттенок и многочисленные сердцевинные лучи, которые в радиальном разрезе придают материалу заметный блеск. Несмотря на мягкость, древесина липы обладает достаточной вязкостью, почти не коробится и не растрескивается.

Ольха

Ольха произрастает в виде серой и черной разновидностей. Обе породы имеют красновато-бурую безъядровую древесину, более твердую, чем у осины, липы и тополя, но несколько мягче, чем у березы. По твердости древесина ольхи пригодна для изготовления самых различных изделий. Отличить разновидности ольхи друг от друга можно лишь по темным широким сердцевинным лучам, которых у черной ольхи больше.

Клен

Клен считается твердым и прочным материалом, хотя и относится к заболонным породам. Так как у этого дерева имеются многочисленные узкие сердцевинные лучи, то его белая с красноватым оттенком древесина обладает блеском и довольно заметной текстурой. Усушка в древесины малая, материал почти не коробится.

Основные свойства древесины

Выбирая материал для бондарных работ, при определении технологии изготовления необходимо учитывать физические, механические и технологические свойства древесины.

Физические свойства древесины

   Важнейшими физическими свойствами древесины являются:
   внешний вид;
   плотность;
   влажность и связанные с ней параметры.
   Внешний вид древесины определяется цветом, текстурой и блеском. Цвет древесине придают находящиеся в полостях клеток дубильные, смолистые и красящие вещества. В зависимости от породы, гамма красок очень широка: от белого (осина), светло-серого (граб), желтого (лимон), светло-коричневого (яблоня) до бурого (дуб). На цвет древесины влияет также климат и условия произрастания, возраст дерева и др.
   Полностью окраска древесины проявляется лишь после отделки поверхности, нанесения на нее прозрачного покрытия. Под влиянием света и воздуха древесина многих пород теряет свою яркость, меняет окраску. Несмотря на то, что цвет светлой древесины можно менять, подвергая заготовки или готовые изделия различной обработке (пропариванию, протравливанию, окрашиванию), искусственные оттенки нельзя сравнивать с природными.
   Текстура является естественным рисунком разреза древесины, которые определяет ее декоративную ценность и служит для распознавания пород. На текстуру влияют направление разреза по отношению к размещению волокон и особенности строения отдельных пород. Интересные рисунки получаются на тангенциальном разрезе и на кривых поверхностях таких древесных пород, которые имеют хорошо заметные признаки, например, дуб, лиственница, вяз и др.
   Красивой текстурой обладает свилеватая древесина наростов карельской березы. Цвет и текстура являются основными параметрами при визуальном определении древесных пород.
   Запах и блеск представляют собой не столь важные признаки древесины, так как в значительной мере присущи лишь некоторым породам. Кроме того, запах срубленного дерева при высыхании постепенно уменьшается. Однако блеск материала следует учитывать при изготовлении некоторых изделий. Значительным блеском обладает древесина клена, липы и бука, а своеобразным запахом обладает можжевельник, что очень ценится при изготовлении бондарной посуды.
   Плотность древесины, то есть отношение массы древесины и ее объему, играет большую роль. От плотности зависят многие механические и технологические свойства. Зависит плотность от породы, влажности и условий произрастания дерева. Она не бывает постоянной даже на различных участках одного и того же ствола. Поэтому в справочниках приводятся усредненные показатели, измеренные при определенной влажности – 12%. По плотности породы древесины условно делят на несколько групп:
   породы малой плотности (до 545 кг/куб. м);
   породы средней плотности (от 550 до 745 кг/куб.м);
   породы высокой плотности (свыше 750 кг/куб. м).
   В природе и в условиях производства древесина всегда содержит в себе то или иное количество влаги. Абсолютно сухую древесину в небольших образцах можно получить лишь в лабораторных условиях.
   Под абсолютной влажностью древесины понимают отношение массы влаги, находящейся в данном объеме древесины, к массе абсолютно сухой древесины, выраженной в процентах. В свежесрубленном дереве влажность иногда достигает почти 100%. В благоприятных условиях влага из древесины испаряется естественным путем, ее содержание в материале уменьшается. На открытом воздухе, например, в теплую погоду при определенной выдержке этот показатель может снижаться до 15 – 18%.
   В лабораторных условиях влажность древесины определяется последовательным взвешиванием образца до и после просушки и соответствующим расчетом. Но сушка требует много времени, поэтому этот показатель чаще находят косвенным путем. В промышленности влажность дерева определяют специальными приборами – влагомерами, принцип действия которых основан на измерении электропроводимости, злектроемкости и других параметров древесины, находящихся в прямой зависимости от содержания влаги в материале. Если влажность воздуха повышается, древесина поглощает пары воды из атмосферы. Эта способность называется гигроскопичностью.
   Изменение влажности древесины называют усушкой или разбуханием, что влечет за собой уменьшение или увеличение объема и линейных параметров образца или заготовки. Из-за неодинакового коэффициента уменьшения или увеличения размеров в разных направлениях и различных частях ствола усушка (разбухание) приводит к короблению и растрескиванию. Поэтому для работы надо брать заготовки, предварительно высушенные до нужной эксплуатационной влажности. В некоторых случаях, изменяя влажность древесины, этот параметр можно обратить на пользу дела. Так, если предварительно подпарить или размочить заготовку, то процесс гибки облегчается и качество работы существенно повышается. Например, если при изготовлении сосуда из сырой заготовки дно в его утор можно поставить без разъединения боковой части. После усушки диаметр изделия уменьшится и обеспечит тем самым герметичность соединения.

Механические и технологические свойства древесины

   Механические и технологические свойства древесины между собой тесно связаны. При выборе материала для конкретного изделия в первую очередь необходимо учитывать его твердость, износостойкость, прочность, раскалываемость.
   Твердость древесины представляет собой способность сопротивляться проникновению другого, более твердого тела определенной формы. В промышленных лабораториях твердость древесины определяют с помощью специальных приборов. Твердость прямо связана с плотностью древесины и неодинакова в разных местах измерения. Так, твердость торцовой поверхности превышает аналогичный показатель боковой (тангенциальной и радиальной) в среднем на 30% у лиственных пород и на 40% у хвойных. Влажность древесины также оказывает существенное влияние на ее твердость, поскольку при повышении (понижении) влажности на 1% твердость на торцовой поверхности понижается (повышается) на 3%, а на тангенциальном и радиальном разрезах – на 2%. По степени твердости на торцовой поверхности (при влажности 12%) породы можно подразделить на несколько групп:
   мягкие – твердость 40 МПа и менее;
   твердые – 40,1 – 80 МПа);
   очень твердые – более 80 МПа.
   Твердость имеет большое технологическое значение, так как режущие инструменты для обработки древесины приходится подбирать и затачивать с учетом этого параметра. Несмотря на то, что для резания мягкой древесины требуются меньшие затраты затраты сил, необходим исключительно качественный и острый инструмент. Особенно трудно получить гладкую поверхность детали из мягкой древесины при помощи шлифования. Твердые породы более пригодны для механизированной обработки – сверления и точения. Мягкие породы, наоборот, целесообразно обрабатывать такими ручными инструментами, как ножи, резаки, стамески и т. д., то есть теми, которые можно затачивать под острым углом.
   В прямой зависимости от твердости древесины зависит ее износостойкость. Это положение необходимо учитывать при выборе материала для изготовления различных изделий из дерева и инструментов.
   Прочность представляет собой способность материала сопротивляться разрушению, а также необратимому изменению формы при действии внешних нагрузок. Прочность древесины зависит:
   от направления приложения силы;
   породы древесины;
   ее влажности;
   наличия пороков.
   Различают пределы прочности (момент разрушения изделия) при сжатии, растяжении, изгибе, кручении, сдвиге. Значения этих параметров во многом зависят от направления волокон в детали, на которую действует нагрузка. Так, предел прочности древесины при сжатии поперек волокон ниже, чем вдоль волокон примерно в 8 раз, а при растяжении поперек волокон – в 20 раз ниже, чем вдоль волокон. При изготовлении многих бондарных изделий из древесины надо выбирать древесину, имеющую высокий предел прочности при изгибе, и большую твердость, следить за на направлением волокон и наличием сучков в заготовке.
   Способность сопротивляться раскалыванию также связано с прочностью. Раскалываемость – это способность древесины разделяться на части вдоль волокон под действием клина и нагрузки. Это свойство имеет значение при подготовке материала из тонкоствольных пород. Его необходимо учитывать и при выборе деталей, соединяемых на гвоздях и шурупах, так как при малом сопротивлении раскалыванию они могут сломаться. Следует учитывать, что сопротивление раскалыванию по радиальной плоскости у древесины лиственных пород меньше, чем по тангенциальной. У хвойных наоборот: раскалывание по тангенциальной плосткости меньше, чем по радиальной.
   Важное значение при изготовлении бондарных изделий из древесины имеют такие механические и технологические свойства древесины как упругость, пластичность, деформативность, способность гнуться и другие. Так, лучше гнутся кольцесосудистые и рассеяннососудистые древесные породы. Хвойные обладают этим свойством в меньшей степени. Влажная древесина гнется легче, чем сухая.

Пороки древесины

   Пороками древесины называются изменения внешнего вида древесины, нарушение целостности тканей и клеточных оболочек, правильности ее строения, а также повреждения древесины, снижающие возможность ее использования. Пороки древесины механического происхождения, возникающие в ней в процессе заготовки, транспортирования, сортировки и механической обработки, называют дефектами. Влияние порока на качество древесины зависит от его вида, размера, расположения и т.д. Как правило, пороки снижают прочность и декоративность лесоматериалов, поэтому для производства бондарных изделий выбирают древесину, обязательно учитывая имеющиеся в ней пороки.
   Пороки древесины подразделяют на следующие группы:
   сучки;
   трещины;
   пороки формы ствола;
   пороки строения древесины;
   химические окраски;
   грибные повреждения;
   биологические повреждения;
   инородные включения;
   механически повреждения и пороки обработки;
   покоробленности.
   Каждая группа пороков подразделяется на виды и разновидности.
   Сучки представляют собой основания ветвей, заключенные в древесину ствола. Они являются органическими элементами каждого дерева, и пороками их можно считать только с позиции оценки древесины как делового материала. Древесина сучков отличается от основной массы ствола более темным цветом и имеет самостоятельную форму годичных колец. По форме разреза сучки подразделяются на круглые, овальные и продолговатые. По степени срастания сучки бывают сросшиеся, частично сросшиеся, несросшиеся, выпадающие несросшиеся и т. д. По состоянию древесины сучки делятся на здоровые, светлые здоровые, темные здоровые, здоровые с трещинами, загнившие, табачные, гнилые.
   Трещины представляют собой разрывы древесины вдоль волокон. По типу трещина может быть:
   метиковая;
   простая метиковая;
   сложная метиковая;
   отлупная;
   морозная;
   усушки.
   Метиковые трещины представляют собой радиально направленные трещины в ядре, отходящие от сердцевины и имеющие значительную протяженность по длине сортимента. Такие трещины возникают в растущем дереве и увеличиваются в срубленной древесине при сушке. В пилопродукции или деталях эти трещины возникают как на торцах, так и на боковых поверхностях, где обычно имеют вид длинных цепочек прерывистых трещин, разделенных узкими перемычками. Метиковая трещина, состоящая из одной или двух трещин и расположенная на обоих торцах сортимента в одной плоскости, называется простой метиковой трещиной. Метиковая трещина, состоящая из одной или нескольких трещин и расположенная на торце сортимента в разных плоскостях, называется сложной метиковой трещиной.
   Радиально направленная трещина, проходящая из заболони в ядро и имеющая значительную протяженность под длине сортимента, называется морозной. Возникает она в растущем дереве под воздействием низких температур и сопровождается образованием на стволе характерных валиков и гребней разросшейся древесины и коры. Трещина, проходящая между годичными слоями, возникающая в ядре дерева, называется отлупной. Эти трещины увеличиваются при усушке. Наблюдаются на торцах в виде дугообразных и кольцевых трещин, на боковых поверхностях в виде продольных трещин.
   В пилопродукции трещины бывают боковые, пластевые, кромочные, торцевые .
   К порокам строения древесины относят также наклон волокон и свилеватость. В первом случае расположение волокон не совпадает с осью ствола и с поверхностью продольного разреза: они направлены по спирали. Во втором случае этим понятием обозначают извилистое расположение волокон. Наклон волокон более свойственен определенным породам, например, можжевельнику, а также деревевьям, растущим в одиночку, вне леса. Оба эти порока, хотя и повышают прочность древесины раскалыванию, понижают прочность при растяжении и изгибе. Одновременно ухудшается обрабатываемость материала. В то же время наклон волокон и свилеватость способствуют усилению декоративной ценности древесины из-за особой текстуры, которая окончательно проявляется после отделки поверхности прозрачными покрытиями.
   В результате грибных поражений древесина изменяет свой цвет и гниет. При длительном неправильном хранении древесины, в ней развивается заболонная гниль, которая лиственным породам, например, березе, придает пеструю окраску, напоминающую узор мрамора. Заболонная гниль может быть твердой и мягкой. В некоторых случаях, на это декоративное изменение в текстуре древесины стоит обратить внимание.

Заготовка, сушка и хранение древесных материалов

   Для производства бондарных изделий древесину используют преимущественно в виде пиломатериалов. Пиломатериалы получают при продольном распиливании бревен на лесопильных рамах, круглопильных и ленточнопильных станках. У пиломатериалов различают следующие элементы:
   пласть – продольная широкая часть сортимента, а также любая продольная грань пиломатериалов квадратного сечения;
   кромка – продольная узкая сторона;
   ребро – линия пересечения двух смежных граней;
   торец – сторона, образующаяся при поперечном разрезе материала;
   обзол – необрезанная часть внешней поверхности бревна.
   При заготовках основную часть материалов составляют преимущественно доски, бруски и т. п.
   Древесностружечные плиты изготовляют из измельченной древесины, соединяемой клеевыми составами под значительным давлением и при высокой температуре.
   Сушат древесину естественным и искусственным путем. Естественная, или атмосферная, сушка наиболее распространена. В этом случае пиломатериалы сортируют по породам, размерам, а затем укладывают в правильные штабеля. Штабеля следует размещать в тени в хорошо продуваемых местах, лучше всего на складе. Если такого помещения нет, то материалы необходимо складировать под специальной крышей. При постройке штабеля необходимо, чтобы основание было плоским и находилось на расстоянии не менее 30 см выше от поверхности земли. Тонкие доски и породы, склонные к короблению, надо класть внизу. Слои древесных материалов следует отделять поперечными рейками одинаковой толщины. Друг от друга они должны находится на определенном расстоянии.
   Так как растрескивание древесных материалов обычно начинается с торца, то эти места покрывают известковым раствором или мастикой из битума и парафина. Чтобы избежать растрескивание коротких расколотых чураков, их торцы заклеивают плотной бумагой.
   Сушку древесины можно производить в отапливаемом и хорошо вентилируемом помещении, куда следует поставить несколько дополнительных радиаторов. Чтобы избежать коробления, тонкие доски кладут внизу или прижимают их к основанию.