Партнеры журнала:

Сушка древесины

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
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
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
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