Информация

Сосна

Ареал распространения
Сосна — одна из наиболее рас­пространенных пород деревьев не только в России, но и в мире. У нас она занимает примерно 1/6 часть всех лесов. Ареал распространения в России очень широк: от гор Кавка­за и до самого крайнего Севера, от Дальнего Востока до Калининград­ской области. В мире существует около 100 видов сосны.
Род сосны подразделяют на два подрода: двухвойные сосны с крыла­тыми семенами (Diploxylon) и пяти-хвойные, или кедровые, с бескрылы­ми семенами (Haploxylon).
Подрод двухвойных включает сосну обыкновенную, эльдарскую, пицунд-скую и др.; подрод пятихвойных — кедр сибирский, сосну веймутову, кед­ровый стланик, сосну корейскую.
Самый распространенный вид со­сны, произрастающей в России, — сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L). Общими для этого вида чертами являются парное расположение хвои на укороченных побегах, плос­ковыпуклая форма хвоинок в попе­речном разрезе, крепкие деревяни­стые шишки с характерно утолщен­ными концами чешуи, полутораго­дичный период их созревания и др.
На Дальнем Востоке распростра­нены сосна корейская (P. koraiensis Siebold Zukk.), сосна погребальная (P. funebris Kom.). В культуре на тер­ритории Белоруссии и Прибалтики встречаются сосна черная и сосна веймутова (P. stobys L).
Высота сосны колеблется от 20 до 40 метров. Живет сосна в среднем 300-500 лет. Однако, среди видов сосны есть и поразительные долго­жители. Самым старым деревом в мире считается сосна остистая дол­говечная, произрастающая в США, в штате Невада, в горах на высоте 3275 м. Ее возраст составляет 4700 лет и зовется она «Мафусаил». Сосна — быстрорастущая порода. При отсутствии затенения наиболь­ший прирост по высоте в благоприят­ных условиях отмечается в возрасте 15-20 лет; в худших условиях произрастания — в 25-30 лет. Годовой прирост сосны в высоту при благо­приятных условиях произрастания может составлять 0,8-1 м.
После 40-50 лет прирост по высоте начинает постепенно уменьшаться, хотя и сохраняется весьма продолжительный период. В Сибири (сосняки Приангарья) иногда встречаются деревья 300-летне­го возраста, у которых наблюдается при­рост не только по диаметру, но и по вы­соте. Сосны здесь достигают высоты 45-50 м при диаметре 1 м. Прирост сосны по диаметру зависит от температуры воздуха и осадков ве­гетационного периода. Во время похо­лодания прирост резко снижается. Во второй половине лета, когда запасы влаги в почве истощаются, рост сосны по диаметру зависит от количества вы­падающих осадков. Во время продол­жительных засух радиальный прирост прекращается и может возобновиться после дождей. В сосновых насаждени­ях зоны хвойно-широколиственных ле­сов в мае-июне накапливается от 2/3 до 3/4 годового прироста древесины. В комлевой части ствола толщина коры в 5-6 раз больше, чем на полови­не высоты дерева. На высоте пня тол­щина коры нередко достигает 10 см.
Такая толстая кора способствует повы­шению устойчивости сосны к воздейст­вию огня в период пожаров. Из всех древесных пород сосна в наименьшей степени страдает от пожаров.Самым старым растущим деревом в мире считается сосна Бристлкоун, произрастающая в США, в штате Невада, в горах на высоте 3275 м. Ее возраст составляет 4700 лет.
 
Требования к свету
Сосна — светолюбивая порода и хо­рошо растет только без затенения. Ес­ли еловый подрост под пологом древо­стоя не теряет жизнеспособности до 60-80 лет и более, то подрост сосны обычно погибает в возрасте 10-15 лет, и лишь групповой подрост, распо­ложенный в окнах, сохраняет жизне­способность выше указанного срока.
При естественном и искусственном возобновлениях сосны на вырубках с высокопроизводительными почвами необходимо осветление, т. е. удале­ние лиственных пород, которые по высоте перегоняют сосну, резко ухуд­шают ее рост и приводят к гибели.
Плохой рост подроста сосны, осо­бенно под пологом взрослых древо-стоев, произрастающих на сухих бед­ных почвах, обусловлен не только не­достатком света, но и тем, что дере­вья материнского древостоя своими мощными и хорошо развитыми кор­нями перехватывают питательные вещества и влагу из почвы.
 
Сосна в разрезе
На древесине сосны хорошо видны годичные слои на всех разрезах, серд­цевинные лучи не видны, сосудов нет. Ядро присутствует. Древесина ядра светло-розовая, желтовато-розовая, буровато-красная или красновато-коричневая, заметно отличается от заболони светлого цвета. Смоляные ходы есть. На поперечном разрезе вертикальные смоляные ходы заметны в виде светлых точек среди темно-окрашенной поздней древесины годичных слоев, а на продольных раз­резах в виде темных черточек (более темных, чем окраска древесины). Они довольно крупные и многочисленные.
Поздняя зона годичных слоев хоро­шо развита и резко отличается от ранней более темной окраской.
Заболонь широкая: от желтоватого до бледно-розового цвета. При сплаве заболонь сосны приобретает ино­гда желтую окраску, а при высокотем­пературной сушке появляется буро­ватый оттенок. Текстура у сосны однообразная, оп­ределяемая преимущественно шири­ной годичных слоев, разницей в окрас­ке поздней и ранней древесины, а также ядра и заболони. Извилистые очертания годичных слоев иногда об­разуют более интересный рисунок.
Сосна обладает малой равноплотно-стью в связи с резкой разницей в стро­ении ранней и поздней древесины. Плотность ранней зоны в 2-3 раза ни­же плотности поздней зоны годичного слоя. Среднее содержание поздней древесины в годичном слое — 27%.
Среднее число годичных слоев в 1 см для сосны на территории России составляет от 4 до 14. Большее число годичных слоев характерно для се­верных районов России.
 
Физические свойства
Влажность. Средняя влажность растущего дерева сосны составляет в заболони — 112%, в ядре — 33%. Влажность заболони к вершине дере­ва возрастает, а ядра остается прак­тически постоянной. Наблюдаются су­точные и сезонные колебания влаж­ности. Наибольшая влажность (на 20-30% выше средней) наблюдается утром, к концу дня она снижается до минимума (на 30-35% ниже средней) и с вечера снова начинается рост. На­ибольшее значение влажность древе­сины сосны имеет зимой (ноябрь-февраль), а наименьшее — летом (июль-август). Причем эта разница (25-50%) характерна только для за­болони, влажность ядра у сосны оста­ется практически постоянной. Влажность свежесрубленной дре­весины составляет в среднем 85% (заболонь — 100-120%; ядро — 30-40%; кора —120%).
Сушка сосны. Для использования древесину сушат. Поэтому весьма важными параметрами являются процент усушки. Для сосны усушка в тангенциальном направлении состав­ляет в среднем (до стандартной влаж­ности —12%) 6,7% — для ранней зоны годичных слоев и 7,5% — для поздних зон. Однако древесина материал гиг­роскопичный, и при увеличении влаж­ности окружающего воздуха происхо­дит поглощение влаги. Процессы суш­ки и влагопоглощения практически можно считать взаимно обратимыми. По этой причине принято характери­зовать изменение размеров образца древесины при изменении его влаж­ности коэффициентом разбухания (% изменения размеров на % влажности древесины). Среднее значение коэф­фициента разбухания для сосны обыкновенной составляет:
•  в радиальном направлении — 0,18;
•  в тангенциальном направлении — 0,31;
• объемный — 0,50.
Древесина сосны в меньшей сте­пени, чем лиственные породы склон­ на к короблению и растрескиванию в процессе сушки. При правильном выборе режима сушки и расположе­нии сортиментов в камере можно су­щественно снизить процент брака.
Плотность. Сосна, как и большин­ство хвойных, принадлежит к группе пород малой плотности. Среднее значение плотности при стандартной влажности 12% (505 кг/куб. м), плот­ность абсолютно сухой древесины — 480 кг/куб. м.
Плотность возрастает от сердцеви­ны к коре, достигает максимума на 2/3 радиуса и затем начинает сни­жаться. Снижается плотность и по вы­соте дерева. При увеличении сбежи-стости ствола среднее ее значение уменьшается. При воспроизведении сосны вне­сение удобрений и другие агрохими­ческие мероприятия, ускоряющие рост деревьев, снижают плотность древесины на 5-15%.
Проницаемость жидкостями и га­зами. Древесина сосны обладает вы­сокими значениями воздухопроница­емости и влагопроницаемости, осо­бенно это относится к заболони. При избыточном давлении 0,1 Мпа (с од­ной стороны образца) значение воз­духопроницаемости в радиальном на­правлении составляет 56,2 куб. мм/кв. см/с — для заболони и 2,6 куб. мм/кв. см/с — для ядра. Для сравне­ния, значение воздухопроницаемости древесины дуба при том же давлении составляет 0,13 куб. мм/кв. см/с.
Высокое значение влагопроницае­мости позволяет успешно использовать различные защитные вещества. По способности пропитываться защит­ными веществами заболонь сосны от­носится к легкопропитывающимся по­родам, а ядро — ксреднепропитываю-щимся. Тогда как ель и лиственница относятся к труднопропитывающимся.
Тепловые свойства. Так как веще­ства, составляющие древесину раз­ных пород, одни и те же, теплоемкость древесины не зависит от породы. Теп­лопроводность возрастает с увеличе­нием плотности. Тепловое расшире­ние древесины обнаружить весьма сложно, т. к. оно маскируется явления­ми усушки и влагопоглощения. По теп­лоизоляции древесина имеет показа­тели существенно превышающие по­казатели таких материалов, как алю­миний (применяемый для производст­ва окон), и несколько более высокие (сравнимые), чем у ПВХ.
Электрические свойства. Древеси­ну относят к диэлектрикам. Удельное объемное сопротивление абсолютно сухой древесины сосны вдоль волокон составляет 1861015 Ом/см, а поперек волокон 2,361015 Ом/см. С увеличе­нием влажности древесины ее удель­ное сопротивление падает (при 12% — примерно на 5%).
Звуковые свойства. Древесина со­сны обладает довольно низкой звуко­изоляцией. Например, сосновая пере­городка толщиной 30 мм снижает уро­вень шумности на 12 дб, тогда как тре­бования СНиП составляют 40 дб.
Свойства, связанные с электро­магнитными и проникающими излу­чениями. Светопроницаемость: чув­ствительные приборы позволяют об­наружить проникновение светового излучения через образцы древесины сосны толщиной до 35 мм.
Рентгеновское излучение практи­чески не оказывает влияния на стру­ктуру и прочностные свойства древе­сины, поэтому используется для де­фектоскопии сортиментов.
В настоящее время установлено, что древесина может быть весьма эффективно использована для экра­нирования нейтронного излучения. Сосновое покрытие толщиной 100 мм заменяет полиэтиленовую защи­ту, обеспечивая при этом большую термостойкость и долговечность.
Механические свойства
Наилучшими прочностными свой­ствами обладает древесина сосен, произрастающих в северных районах европейской части России. Среди хвойных пород сосна по прочности уступает только кавказской пихте. Предел прочности:
•  при статическом изгибе — 70-92 МПа;
•  при растяжении вдоль волокон — 100-116 МПа;
•  при   сжатии   вдоль   волокон   — 40-49 МПа;
•  при скалывании вдоль радиальной плоскости — 6,1-7,6 МПа;
•  при скалывании вдоль тангенци­альной плоскости — 6,6-8,1 МПа; Модуль упругости при статическом
изгибе —8,0-13,1 ГПа.
Технологические и эксплуатацион­ные свойства:
  • ударная    вязкость    —    28-51 кДж/кв. м;
твердость:
  • торцевая — 28-33 Н/кв. мм;
  • радиальная — 21-25 Н/кв. мм;
  • торцевая — 16-23 Н/кв. мм.
Сосна относится к мягким породам (до 40 Н/кв. мм), твердые — 41-80 Н/кв. мм; очень твердые — более 80 Н/кв. мм. Следовательно, сосна име­ет очень низкую износостойкость. Способность удерживать крепле­ния (гвозди, шурупы) также весьма низкая. Например, у граба этот пока­затель в 4 раза выше.
Способность к гнутью — как и у всех хвойных пород — низкая. Харак­теризуется отношением толщины за­готовки (высоты сечения) — h к ради­усу изгиба R. h/R — для бука —1:2,5; для сосны —1:11.
В силу того, что сосна имеет мяг­кую древесину, она прекрасно обра­батывается режущим инструментом. Удельная сила резания для сосны примерно в 1,7-1,8 раза ниже, чем для березы, и в 2-2,5 раза ниже, чем для дуба. Примерно также соотносят­ся и периоды стойкости режущего ин­струмента (характеристика затупле­ния инструмента).
Степень уширения зубьев на сторо­ну для рамных пил составляет для влажной древесины сосны — 0,7-0,85 мм, для мерзлой и сухой — 0,65-0,75 — такая же, как и для хвой­ных (кроме лиственницы) и мягких ли­ственных пород. Для ленточных и дис­ковых пил углы заточки зубьев и сте­пень ихуширения для сосны не отлича­ется от перечисленных выше пород.
Сосна очень хорошо шлифуется — высота микронеровностей составля­ет 8-60 мкм, тогда как для дуба, ясе­ня, клена — до 200 мкм (из-за осо­бенностей их анатомических неров­ностей). Выше уже отмечалось, что сосна легко пропитывается защитными ве­ществами, но ее высокая влагопро-ницаемость имеет и отрицательную сторону — увеличенный расход отде­лочных материалов. Кроме того, большое количество смолы в древесине сосны требует обессмоливания перед нанесением лакокрасочного покрытия. Обессмоливание произво­дится растворяющими или обмыли­вающими смолу веществами (бен­зин, ацетон, спирт, специальные ще­лочные растворы).
Древесина сосны относится к группе стойких к биологическим воздействи­ям (поражение грибами). Ель, напри­мер, относится к среднестойким, а бе­реза к слабостойким. Причем биостой­кость растет с возрастом дерева. Наи­более стойкая древесина в нижней ча­сти ствола. Если дерево срублено в ве­гетационный период, то его древесина более склонна к загниванию.
В целом же время рубки деревьев не влияет на механические и эксплуа­тационно-технологические свойства древесины сосны. Значения этих пока­зателей заметно снижаются (от 1 до 12%) после высокотемпературной суш­ки (при t = 105-110 °С). Сушка токами СВЧ не оказывает никакого негатив­ного влияния на свойства древесины.
Пребывание абсолютно сухой дре­весины в условиях повышенных тем­ператур (80-100 °С) в течение 15 су­ток снижает значения прочностных показателей сосны на 5-15%, в тече­ние 30 суток — на 10-30%.
В замороженном состоянии предел прочности при сжатии и статическом изгибе возрастают на 35%, а при ска­лывании — на 75%. Однако ударная вязкость снижается почти вдвое.
Заболонь сосны снижает свои прочностные характеристики на 10-15% после пребывания в тече­ние 30 суток в морской воде, ядро в этих условиях сохраняет эти свойст­ва неизменными. Наиболее характерные пороки дре­весины сосны (помимо тех, которые присущи всем остальным породам):
• образование гладких наростов, ко­торые имеют большую (по отноше­нию к основной древесине) плот­ность, большую усушку и низкую прочность;
•  засмолки — обильно пропитанные смолой участки древесины, возника­ющие в результате ранения ствола. Засмолки обнаруживаются на круг­лых сортиментах по ранам на стволе или обильному количеству смолы. Они темнее основной древесины и про­свечивают на тонких сортиментах. Ре­же, чем у ели, но все же встречаются
смоляные кармашки (смоловместилища внутри годичных слоев).
 
Область применения древесины сосны
Применение древесины сосны очень разнообразно. Она использует­ся в строительстве в качестве конст­рукционных и отделочных материалов, машиностроении, мебельном произ­водстве, железнодорожном транспор­те, тарном производстве, для крепле­ния горных выработок и др. Широко используется как сырье для химиче­ской переработки с целью получения целлюлозы, кормовых дрожжей. Из сосны добывают живицу, хвою сосны используют для получения биологиче­ски активных веществ.
Сосна — не слишком популярное в мебельном производстве дерево. Смолистая и мягкая древесина ее ис­пользуется, как правило, в произ­водстве корпусной мебели, при этом сосновый каркас облицовывается толстым шпоном более благородных пород (скажем, красным деревом).
Сосна незаменима в производст­ве саун — после специальной обра­ботки, позволяющей удалить избы­ток смолы и уплотнить древесину. Светлые сосновые панели не только очень привлекательно выглядят, но и наполняют нагретый воздух неж­ным ароматом. Еще один немало­важный момент — древесина сосны стоит недорого, и производители са­ун эконом-класса пользуются этим обстоятельством. Для саун попроще используется обычная сосна, а для саун высокого класса — канадская
сосна (тсуга).
«ДЕРЕВО.RU»  № 1-2 ЯНВАРЬ-ФЕВРАЛЬ 2002
Полезная информация? Поделитесь ею

Контактный телефон

+7 (812) 600-11-77

Адрес

193230, Санкт-Петербург,
Дальневосточный проспект, д.13 к.3
info@abrasive.ru
© 2017 Центр Абразивов.
Копирование материалов с сайта
без указания источника запрещено.
Создание сайта
— «Gudzon webstudio»