Текст книги "Бондарное дело. Всё о древесине"

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 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 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 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 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, 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.

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 – 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 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.

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

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.