Плантационные породы древесины и их применение в деревообработке. Часть 2
Плантационные породы древесины и их применение в деревообработке
Часть 2
Во многих случаях, когда заготовки растущего в естественных условиях леса не могут обеспечить требуемый объем необходимого лесоматериала, добыча древесины должна сочетаться с посадкой плантационных пород.
Начало см.: ЛПИ № 7(97), 2013 год.
Дугласия (Douglas fir, род Pseudotsuga)
Рис. 1. Древесина дугласии
Среди наиболее перспективных древесных пород во многих странах Европы выделяется лжетсуга Мензиса (псевдотсуга, или дугласия) благодаря быстрому росту, декоративности и отличному качеству древесины.
Лжетсуга Мензиса - огромное дерево, достигающее в высоту 50-70, а иногда 100 м. У молодых деревьев крона узкопирамидальная, а в зрелом возрасте - цилиндрическая. Ствол прямой или чуть конусовидный, 1-3 м в диаметре. В естественных условиях дугласия произрастает в западной части Северной Америки, между Каскадными горами и Тихим океаном, на территории между 55 и 35° северной широты, где образует леса с огромными запасами древесины - до 1600 м3/га. Дугласия - долгожитель. Возраст некоторых экземпляров - около 1000 лет. Растет быстро. В первый год жизни растения достигают в высоту всего 10 см, впоследствии рост ускоряется. Годовой прирост в высоту равен 40 см, в ширину- 20 см. В 15 лет высота дерева может составить почти 10 м. На родине в 200 лет достигает высоты 90 м и диаметра кроны 4,5-10 м. У дугласии из всех хвойных пород самый длительный период интенсивного роста.
Насаждения, имеющиеся на территории России и стран СНГ, показывают высокую продуктивность по запасу стволовой древесины (до 1160 м3/га), значительно превышающую запасы аборигенных пород. Велись посадки дугласии в степи, на супесях (Ростовская область, север Краснодарского края). Сейчас их возраст составляет 60 лет, высота 12-14 м, диаметр 18-20 см. Расширение посадок таких лесных культур заслуживает внимания. Небольшие массивы дугласии есть во многих регионах России: в Калининградской, Брянской, Курской, Липецкой, Пензенской, Нижегородской областях, в Татарстане и Республике Марий Эл. Запас древесины этой породы колеблется от 125 до 1160 м3/га (в зависимости от возраста насаждений и мест обитания).
Дугласия - ядровая порода с узкой желтоватой заболонью и ядром розовато-красного или желтовато-бурого цвета. Свежесрубленная древесина обладает запахом резины. Годичные слои хорошо заметны на всех разрезах, переход от ранней зоны слоя к поздней резкий. Смоляные ходы мелкие. Смолистость древесины довольно высокая. Сердцевинные лучи многочисленные, хорошо заметны только на радиальном разрезе. Текстура древесины однородная, определяющаяся в основном рисунком годичных слоев и наличием сердцевинных лучей, сходна с текстурой лиственницы. Порода обладает низкой равноплотностью, а высота анатомических микронеровностей на продольных разрезах составляет 8-60 мкм (как и у всех хвойных пород).
Физико-механические свойства древесины дугласии
Дугласия относится к породам средней плотности, при стандартной влажности 12% ее плотность составляет от 480 до 540 кг/м3 - в зависимости от района произрастания.
Усушка от влажности свежесрубленной древесины до абсолютно сухого состояния умеренная и составляет: 7% в тангенциальном направлении; 4% в радиальном; 12% - объемная усушка.
Прочностные характеристики древесины дугласии почти не отличаются от характеристик сосны и превосходят аналогичные показатели древесины ели и пихты. Предел прочности древесины североамериканской дугласии составляет: 82-105 МПа при растяжении вдоль волокон; 0,9 МПа при растяжении поперек волокон; 80-99 МПа при статическом изгибе; 44-53 МПа при сжатии вдоль волокон; 14-25 МПа при кручении; 7,0-8,5 МПа при скалывании в радиальной плоскости. Модуль упругости при изгибе - 10,7-12 ГПа. Твердость: I торцевая - 50 Н/мм2; I радиальная - 20-24 Н/мм2.
В процессе сушки древесина дугласии проявляет небольшую склонность к растрескиванию и короблению, в основном в районе сучков. Однако при использовании интенсивных режимов сушки возможно образование на поверхности пиломатериалов мелких трещин. Режимы сушки древесины дугласии и пихты во многом схожи, но высокотемпературная сушка для древесины дугласии не применяется из-за выделения ею большого количества смолы. Температуру в сушильной камере не следует поднимать выше 90°С. Продолжительность сушки пиломатериала из дугласии толщиной 40 мм обычно составляет 18-20 дней. В процессе эксплуатации правильно высушенная древесина дугласии в изделиях проявляет высокую стабильность формы и размеров. Но при повышенных температурах внешнему виду изделий может повредить выступание смолы на их поверхности.
Режущим инструментом дугласия обрабатывается хорошо, затруднения вызывает более интенсивное (по сравнению с сосной, пихтой и елью) налипание смолы на режущие кромки. Из-за повышенной смолистости могут возникнуть проблемы при нанесении защитно-декоративных покрытий (особенно на водной основе), а также при склеивании. Древесная пыль, возникающая в процессе обработки, способствует развитию у человека дерматитов и ряда других кожных заболеваний и заболеваний органов дыхания.
В контакте со стальными крепежными изделиями в условиях повышенной влажности на поверхности материалов и изделий из древесины дугласии образуются синие пятна. Незащищенная древесина на открытом воздухе и под воздействием солнечного света приобретает серый цвет. Биостойкость древесины дугласии выше, чем сосновой, еловой и пихтовой, но ниже, чем лиственничной.
Дугласия широко применяется как конструкционный строительный материал, используется для изготовления столярно-строительных деталей (оконных и дверных блоков, напольных покрытий, лестниц и т. д.), а также в судостроении и производстве железнодорожных шпал и опор линий электропередачи. Кроме того, древесина этой породы нужна для получения лущеного и строганого шпона, клееной фанеры, которые, в свою очередь, используются в мебельной промышленности. Еще одна важная область применения дугласии - целлюлозно-бумажное производство.
Быстрый рост, высокая продуктивность насаждений и высокое качество древесины дугласии делают ее одной из самых перспективных пород для создания лесных плантаций и лесных культур.
Тик (Teak, Tectona grandis)
Рис. 2. Древесина тика
Тик относится к малоизвестному в нетропических странах семейству вербеновых (Verbenaceae). Это листопадное дерево сухих муссонных лесов Южной и Юго-Восточной Азии. В основном зрелые деревья достигают высоты 25-30 м, а в благоприятных условиях - 40-45 м и диаметра ствола до 150 см. Нередко встречаются деревья, объем древесины одного ствола которых равен 20-25 м3. Ствол обычно прямой, высота, до которой он освобождается от ветвей, может варьировать от 7 до 27 м. Тик - светолюбивая порода, плохо переносит затенение на всех стадиях жизни.
Это одна из наиболее востребованных в настоящее время экзотических пород. Несмотря на ряд ограничений, введенных правительствами некоторых стран и международными организациями на заготовки тика на его родине, объем поставок древесины на мировом рынке постоянно растет (в основном за счет развития плантаций в Индии, Африке и Центральной Америке). Кроме настоящего тика, на рынке лесоматериалов под этим наименованием встречаются и другие породы.
У тика узкая бледно-желто-коричневая заболонь и золотисто-коричневое ядро (у зрелой древесины оно темно-коричневое). Текстура тика широкослойная маслянистая на ощупь. Плотность сухой древесины при влажности 12% составляет 640 кг/м3. Древесина сохнет очень медленно, но мало деформируется. Тик активно размножается пневой порослью. Эту особенность используют для проведения лесохозяйственных мероприятий в естественных насаждениях, а также для создания плантаций и лесных культур.
Наиболее интенсивный рост тика происходит в возрасте от 10 до 50 лет. В этот период ежегодный прирост в естественных насаждениях и на лесных плантациях может составлять от 10 до 25 м3/га. Быстрое и довольно интенсивное восстановление естественных насаждений тика тем не менее требует принятия особых мер для сохранения вида в связи с постоянно растущим спросом на древесину этой породы. Прежде всего это касается управления естественными тиковыми лесами и расширения площадей его плантационного выращивания.
Тиковая древесина весьма стойкая и износоустойчивая. Ее используют в производстве мебели, кораблестроении, для изготовления напольных покрытий, декоративного шпона и всех видов фанеры. Правительства стран, обладающих естественными насаждениями тика, строго ограничивают его заготовки и экспорт. Исключением является Мьянма. Однако здесь благодаря продуманной системе выборочных рубок, проводимых правительственной корпорацией, - единственным лесопользователем в стране, состояние насаждений тика оценивается положительно с точки зрения экологической устойчивости.
Все промышленные рубки в естественных лесах Таиланда были запрещены еще в 1989 году. Эффект от запрещения рубок в Таиланде, Камбодже и Лаосе оказался неожиданным: общий объем заготовок этой породы в Мьянме существенно увеличился (с 400 тыс. м3 в 1989 году до 1225 тыс. м3 в 1995 году) и продолжает расти. В Индии сплошные рубки тика были запрещены в большинстве штатов с 1986 года. С 1997 года даже выборочные рубки в естественных лесах стали возможны только в соответствии с планами развития лесного хозяйства, разработанными властями штатов. В результате индийский импорт тика резко увеличился.
Ограничение экспорта необработанных лесоматериалов тика или высокие налоговые ставки, существующие в некоторых странах, например Индонезии, Вьетнаме, Малайзии, Гане и на Филиппинах, также оказывают влияние на глобальную торговлю тиком. Кроме ограничительных, предпринимаются меры (на уровне правительств) по стимулированию роста площадей лесных плантаций и развитию обрабатывающей промышленности.
Плантации тика
Тик одним из первых растений заселяет гари, вырубки и пустоши, поэтому на подготовленных под плантацию участках приживается 80-90% саженцев. Кроме того, он довольно быстро растет (первые заготовки древесины тика начинаются уже через семь лет после закладки плантации). Эти достоинства тика были замечены давно. Первые упоминания о лесных плантациях в Шри-Ланке относят к 1680 году. Однако масштабы, которые условно можно считать промышленными, плантации тика приобрели в Индии начиная с 1840 года. При этом интенсивный рост их площадей начался с 1865 года. В начале XX века плантации тика стали создавать в африканских колониях Британской империи: в Нигерию в 1902 году были доставлены первые семена из Индии, а впоследствии из Мьянмы. В 1905 году плантации появились в регионе, на территории которого в настоящее время располагается Гана. В Россию необработанный тик не поступает.
Бальса (Balsa)
Рис. 3. Древесина бальсы
Бальса (от исп. balsa - плот), другие названия - бальза, бальзовое дерево, охрома - род деревьев семейства Мальвовые (подсемейство бомбаксовые, или баобабовые). Произрастает в тропической зоне Центральной Америки, главным образом в Эквадоре. Ее также успешно выращивают на плантациях в таких странах, как Индия, Шри-Ланка, Малайзия, Вьетнам, Индонезия. Одна из самых быстрорастущих вечнозеленых пород, в возрасте семи лет ствол дерева достигает в диаметре 0,5 м, а в высоту - почти 20 м. Ствол прямой, стройный, с голубоватой корой. Возраст технической спелости - 5-7 лет, предельный возраст - 15-17 лет. После наступления предельного возраста сердцевина загнивает и дерево погибает. Бальза - ядровая, рассеянно-сосудистая лиственная порода с нечетко отграниченной заболонью почти белого цвета; ядровая древесина белая с легким красновато-бурым оттенком и шелковистым блеском. Сосуды на поперечном разрезе хорошо заметны, они немногочисленны, расположены по одному, реже по два. Сердцевинные лучи заметны на всех разрезах. Текстура древесины грубая, маловыразительная, блестящая. Древесина бальсы - самая легкая (легче пробки), мягкая, пористая (пористость - до 95%).
Физико-механические свойства бальсы
При влажности древесины 12% ее плотность в среднем составляет 120 кг/м3 (может колебаться от 50 до 380 кг/м3 даже в пределах одного ствола), прочность при сжатии вдоль волокон - 5,4 МПа, а при изгибе - 14 МПа, ударная вязкость - 1,7 Дж/см2. Коэффициенты усушки составляют: радиальный - 0,5%; тангенциальный - 2,5-3,9%. Древесина бальсы очень плохо сохнет, однако ее все же лучше сушить в сушильных камерах. Допускаются жесткие, форсированные режимы. Правильно высушенная древесина сохраняет стабильность формы и размеров.
Бальса хорошо поддается отделке, прекрасно клеится. Легко обрабатывается всеми видами инструментов, хорошо гнется. Но обладает низкой биостойкостью, легко поражается грибками и насекомыми, поэтому требует дополнительной обработки защитными составами.
Древесину бальсы используют при производстве спасательных жилетов, поплавков, досок для серфинга. Именно из бальсы был построен знаменитый плот «Кон-Тики» Тура Хейердала. Она служит отличным сырьем для целлюлозно-бумажной промышленности и высоко ценится в качестве изоляционного материала. Благодаря быстрому росту и созреванию древесины, хорошим потребительским свойствам бальса - очень перспективная плантационная порода.
Александр КЕДРОВ
