Повышенное содержание смоляных веществ в сосне делает её подверженной возгоранию, поэтому перед использованием древесины этого дерева в строительстве рекомендуется обработка антипиренами, чтобы обеспечить дополнительную защиту.
Породы древесины. Сосна
Сосна является одной из самых узнаваемых и популярных древесных пород среди хвойных. В России сосна составляет более 30% от общего объема товарной древесины, которую заготавливают. Эта порода деревьев играет важную роль в формировании лесного покрова на территории бывшего Советского Союза, занимая более 15% всех лесных массивов. Сосна славится своей быстрой скоростью роста; за год она может прибавлять до 1 метра в высоту, а средняя продолжительность её жизни колеблется в пределах от 300 до 500 лет. Наилучшую древесину, обладающую высокими качественными характеристиками, можно получить от деревьев, возраст которых составляет 120-160 лет. В этот период роста сосны достигают высоты от 40 до 47 метров и формируют гладкие стволы высокой зрелости — 16-20 метров в высоту при диаметре от 40 до 80 см.
Строение и свойства
Сосна классифицируется как плодовая порода деревьев. При сушке и хранении древесины её сердцевина приобретает характерный красновато-коричневый оттенок, что связано с утратой влаги и накоплением смолы. Следует отметить, что древесина сосны в поздних слоях всегда темнее, нежели в ранних, что обусловлено процессами старения древесины и изменениями в ее составе.
Годовые кольца, которые можно наблюдать на тангенциальных и радиальных срезах, отчетливо видны и создают волнистый узор. Четкие линии смоляных каналов, которые образуют темные полосы, также бросаются в глаза.
Древесина сосны характеризуется средней плотностью, хорошей устойчивостью к гниению и высокой прочностью. Важно отметить, что древесина лиственных пород, как правило, менее устойчива к различного рода насекомым и заболеваниям, и поэтому требует обработки консервантами. Влага, присутствующая в лиственных породах (более 25%), делает их уязвимыми для грибков, вызывающих синее обесцвечивание. Хотя такое поражение не ухудшает механические свойства сосны, внешний вид готовых изделий может пострадать.
Однородная текстура сосны позволяет наблюдать различия между заболонью и сердцевиной, а также между ранней и поздней древесиной, которые именно и определяют ширину годичных колец. Благодаря значительной разнице в структуре, сосна обладает низкой плотностью, причем плотность поздней древесины может быть в 2-3 раза выше, чем у ранней.
Толщина годичного кольца варьируется от 2-3 мм до 9-10 мм, причём на позднюю древесину приходится от 26 до 28% общей толщины. В различных регионах России сосна имеет разное количество годичных слоев на 1 см, от 4 до 14.
На европейском севере России произрастает сосна «Орезива» (или «игольчатая сосна»), предпочитающая горные местности и песчаные или песчано-суглинистые почвы. Древесина этого вида отличается большой плотностью, тонким зерном; стволы образуют прямые, слегка волосатые, сильно смолистые стволы с минимальным числом ветвей.
В низменных и глинистых зонах растет сосна под названием «мята», древесина которой мягче, менее смолиста и обладает низкими механическими свойствами, по сравнению с «розовой» сосной.
Сосны в процессе роста достигают значительных высот и формируют прямые, цилиндрические стволы, что позволяет создавать древесину большого размера и без сучьев. Эта древесина легко обрабатывается, не подвержена растрескиванию при сушке, её текстура выглядит впечатляюще, а цвет варьируется от желтовато-коричневого до красновато-коричневого, что делает её популярным материалом для деревообработки. Мастера плотники активно используют сосну для создания художественных изделий.
Сосновая древесина делится на две категории в зависимости от содержания смолы: смолистая (также называемая дутикой) с высоким содержанием смолы и древесина с низким содержанием смолы. Первая станет тяжелее, а другая легче.
Различия в этих древесинах определили, что для создания плот, используемых в реках для сплава, применялась исключительно смолистая древесина, в то время как менее плотная смолистая древесина использовалась для транспортировки на лодках, что связано с её большей склонностью к утонуванию. Однако, стоит отметить, что такая порода сосны обладает значительной устойчивостью к воздействию влаги: утонувшие бревна могли находиться в воде на протяжении многих лет, не теряя своих потребительских качеств. Этим объясняется её большое применение в строительстве мостов, причалов и других водных объектов.
Обработка
В плотницких работах обычно стараются использовать древесину сосны, не подвергшуюся лишней обработке. С древесиной, где содержание смолы высоко, работать нежелательно, так как смоляные выделения могут мешать работе инструмента. Смолистые остатки прилипают к инструментам и затрудняют обработку. Также шлифовка такой древесины требует особого внимания: наждачная бумага очень быстро забивается смоляной пылью, что уменьшает эффективность работы. Смола может просачиваться через защитные покрытия, ухудшая их внешний вид. При случайном нагревании она может разбухать, что может привести к вздутию слоев краски или лака. В связи с этим, если древесина должна использоваться для традиционных каркасных работ, она должна пройти предварительную обработку, направленную на удаление смолы.
Сосновая древесина с низким содержанием смолы великолепно обрабатывается как ручными, так и машинными инструментами. Работы по строганию вдоль волокон проходят гладко, однако строгание поперек может создавать трудности, что затрудняет получение чистого окончательного среза. Тем не менее, качество обработанной поверхности сосновой древесины, как правило, превосходит таковое у дуба или ясеня.
Древесина хорошо поддается окрашиванию акриловыми и алкидными лаками, однако иногда высокая проницаемость древесины для влаги может привести к повышенному расходу данных материалов. Тем не менее, сосна имеет отличные свойства склеивания, соединения с помощью крепежа (гвозди, шурупы) обладают хорошей надежностью. Среди всех хвойных пород, использующихся для заготовки древесины, сосна безусловно является лидером. Древесина этого дерева доступна в наиболее распространённых формах: круглой и пиломатериалов (доски и брусья). На рынке также найдется множество изделий из сосновой древесины, таких как ДСП, фанера и шпон. Кроме того, производители предлагают готовые строительные конструкции, включая двери, окна и прочие элементы.
Преимущества и недостатки:
Сосна обладает рядом как положительных, так и отрицательных свойств.
Преимущества древесины сосны можно перечислить следующим образом:
- Древесина сосны обладает достаточной прочностью и жесткостью, хотя и не может сравниться по этим показателям с деревьями ценных пород, таких как дуб или ясень.
- Устойчивость к короблению обеспечивает долговечность конструкций из этой древесины, если изготовлены правильно.
- Сосна хорошо поддается всем основным видам обработки, что делает её универсальным материалом.
- Экономична, что может стать основным фактором при выборе при строительстве или в производстве.
- Легко окрашивается благодаря хорошей восприимчивости поверхности к лакокрасочным материалам.
- Отличается красивой природной фактурой, которая делает изделия эстетически привлекательными.
- Не накапливает и не выделяет токсичных веществ, что делает её экологически чистым материалом, подходящим для использования в детских игрушках и мебельных изделиях.
- Стойкость к грибковым заболеваниям варьируется от средней до низкой, поэтому стоит избегать постоянного контакта с влажной средой или землёй, хотя обработка антигрибковыми растворами поможет продлить срок службы материала. В большинстве случаев сосна устойчива к гниению, что также является её важным достоинством.
- Кроме природных достоинств, многие высоко ценят характерный аромат сосны, который даже признается целебным, обладая благоприятным воздействием на здоровье.
Список достоинств на этом можно считать завершенным.
Теперь рассмотрим недостатки сосны:
- Сосна подвержена повреждениям от механических воздействий, на ней остаются царапины и сколы. Реставрация возможна, но такая работа может потребовать значительных средств. Интересный факт: древесина старых деревьев обычно оказывается более прочной.
- Среди недостатков стоит упомянуть желтоватый оттенок древесины, который со временем может приобретать рыжину. Это явление не всегда устраивает потребителей; однако его можно исправить с помощью тонирования или окраски.
- изделия из сосны, в частности мебель, обычно имеют солидные размеры и вес, что делает её менее удобной для транспортировки и использования по сравнению с другими древесинами.
- Большое содержание смолы может привести к выделению смолистых веществ при работе с древесиной, что добавляет определенные трудности.
Применение:
Несмотря на недостатки, сосновая древесина сохраняет свою популярность и широкое применение в различных областях. Вот некоторые из изделий, изготавливаемых из сосны:
- Лестницы и их элементы, включая перила, балясины, поручни и стойки;
- Обшивка стен с использованием сосновых панелей;
- Каркасы для помещений;
- Изготовление окон и дверей;
- Детские игрушки;
- Строительные конструкции в наружных работах;
- Мебель, в том числе столы, стулья и шкафы.
На нашем сайте представлены:
Сосновые мебельные щиты. — Мебельные щиты из сосны отличаются высоким качеством и доступной ценой как материал для строительства и отделки. Они предлагаются в двух толщинах — 18 мм и 40 мм. Ширина изделий составляет 300 или 600 мм, а длина варьируется от 800 до 3200 мм. Мебельные щиты доступны в двух степенях качества: AA и AB, а также в виде сварных и цельных листов. Цены начинаются с 790 руб. за штуку (в зависимости от параметров). Такие щиты подходят для производства мебели, ступеней лестниц, полок и других изделий, представляя собой необработанные заготовки с обработанными краями и сглаженными стенками. Они готовятся к дальнейшей резке и обработке.
Элементы для лестниц. — Более подробную информацию о таких изделиях можно найти на страницах товаров (ссылки выше).
Обработка
Поскольку сосновая древесина содержит смоляные вещества, она устойчива к воздействию грибков, плесени и насекомых. Возможны два типа смол:
- Смолка — с повышенным содержанием смол и высоким уровнем прочности;
- Сухощепка (дубица) — с пониженным количеством смол, что делает её легче и более гибкой.
Смолистая сосна не рекомендуется для обработки, так как густая смола прилипает к инструментам, что затрудняет строгание и пиление. Чтобы подготовить древесину к обработке, её необходимо предварительно продезинфицировать растворами на спиртовой основе, щелочными составами, бензином или ацетоном.
Сухая целлюлоза, напротив, легко поддается резке, пилению и окраске. Обработка такой древесины осуществляется как механическими инструментами, так и ручными. Строгание по длине волокон проходит без проблем, в то время как строгание поперек может вызвать трудности, поэтому в таких случаях лучше применять распиловку. Существует возможность шлифовки и склеивания сухой древесины; крепежи, такие как гвозди и шурупы, надежно фиксируются.
Высокое содержание смолы в сосновой древесине увеличивает подверженность возгоранию; именно поэтому перед применением в строительстве или отделке сосна должна пройти обработку антипиренами.
При окрашивании древесины сосны на её поверхности могут возникать пятна. Чтобы это предотвратить, доски следует предварительно высушить, а также использовать высококачественные лаки и краски.
Сравнение с другими типами древесины
Сосновая древесина схожа с еловой, однако отличается меньшим количеством сучков. Её структура полосчатая, с хорошо видимыми годичными кольцами, в то время как лучи сердцевины очень неразличимы. Сосна также обладает твердостью и плотностью, сравнимой с лиственницей, хотя и легче, делая работу с ней более комфортабельной и менее трудоемкой, чем с другими породами.
Сосновая древесина имеет меньший вес по сравнению с древесиной других пород. Обрабатывается гораздо легче, чем кедр.
Ключевым преимуществом сосны является её относительно низкая стоимость. Широкое распространение её в лесах обеспечивает небольшие транспортные расходы, что в конечном итоге снижает общую стоимость строительных и других работ. Кроме того, сосновый аромат оказывает положительное влияние на человеческое здоровье, улучшая работу нервной, дыхательной и сердечно-сосудистой систем.
Сферы применения
Сосновая древесина на сегодняшний день является самой часто используемой среди хвойных материалов. Причины её востребованности очевидны: высокая надежность и низкая стоимость по сравнению с лиственными породами.
Как строительный материал
Сосна – ценный строительный материал, который активно используется для возведения жилых, хозяйственных зданий и бань. Её прямой, высокий ствол с небольшим количеством ветвей отлично подходит для производства бревен и балок, а также других конструктивных элементов. Сравнительно с елью, сосна также обладает хорошей устойчивостью к гниению и болезням древесины. Тем не менее, при производстве внутренней отделки предпочтение часто отдается ели из-за её меньшего содержания смолы.
Благодаря своей плотности и прочности древесина сосны может успешно использоваться для создания несущих конструкций зданий, таких как балки, ригели, перекрытия, каркасные стены и деревянные сваи. Также стоит отметить хорошую теплоизоляцию, обеспечивающую комфортные условия в помещениях, а также высокий уровень звукоизоляции, что не требует дополнительной обработки.
Как топливо
Теплотворная способность сосновой древесины составляет 4,4 кВт-ч/кг, или 1700 кВт-ч/м3, что позволяет использовать её как топливо — либо в форме дров для печей и каминов, либо в виде брикетов. Древесные отходы, получаемые в процессе заготовки сосны, широко применяются на электростанциях и в биотопливных теплоэлектростанциях для производства энергии.
Производство мебели
Доски и вырезы, выполненные из сосны, находят широкое применение в мебельной промышленности. Их ценность обусловлена прочностью, легкостью, простотой обработки и экологичностью. Кроме того, конечная цена таких изделий легко конкурентоспособна по сравнению с более современными и технологичными материалами, такими как МДФ и ДСП, причем несомненный плюс — это наличие настоящей мебели из натурального массива, хоть и не из самой дорогой древесины. Даже такой гигант, как Ikea, использующий современные технологии, не доверяет полностью по поводу качества и выпускает целый ряд доступной мебели, изготовленной из сосны:
- столы;
- шкафы, как напольные, так и навесные;
- комоды;
- стеллажи;
- кровати.
Другие производители мебели значительно увеличивают ассортимент изделий из сосны, добавляя в него:
- тумбочки;
- полки;
- кухонные гарнитуры.
При этом у сосновой массивной древесины есть и свои недостатки, связанные в основном с текстурой: древесина может выглядеть не слишком привлекательно, что легче всего исправить за счет:
- покраски — сосна хорошо воспринимает любые покрытия;
- с использованием морилки можно создать иллюзию более ценных пород;
- отделка отдельных изделий (например, дверей или фасадов шкафчиков) натуральным шпоном из дорогих деревьев, таких как дуб, орех или вишня.
Последний метод позволяет решить сразу две задачи:
- бюджетно имитировать массив ценных пород;
- облегчить конструкцию — массив сосны весит значительно меньше, чем массив дуба или ясеня, что упрощает порядок использования и в целом делает мебель более удобной.
Что еще делают из сосны?
- Пиломатериалы для судостроения, палуб и причалов;
- Ящики различного назначения;
- Шпалы для железных дорог;
- Карандаши, поскольку сосна является одним из основных материалов их производства.
Однако в области художественной резьбы по дереву сосна не является наилучшим выбором. Хотя её легко обрабатывать ручными инструментами, сосна слишком мягкая, и мелкие детали быстро становятся хрупкими. Древесина этой породы не подходит также для изготовления столовых приборов из-за избыточного содержания смолы и резкого запаха.
Текстура
Свежесрубленная сосна имеет характерную розовую сердцевину. Цвет древесины зависит от месторасположения, сорта, возраста дерева и его структуры. Текстура сосны обычно однородная, с низкой эластичностью и повышенной прочностью. Прямые волокна являются характерной чертой для практически всех пород сосны, а по текстуре древесина относится к средне-шероховатым древесным материалам.
Механические свойства
Сосна относится к породам средней твердости и прочности. Прочность на сжатие в продольном направлении составляет примерно 440 г/см2, в то время как способность противостоять изгибу является низкой. Прочность на раскалывание незначительна. Высокая водопроницаемость и воздухопроницаемость определяются влагаемостью древесины. Следует отметить, что механические свойства могут заметно варьироваться в зависимости от конкретного вида сосны. Наилучшими свойствами обладает северная сосна. Годичные кольца располагаются на расстоянии не менее 2 мм, что делает древесину более плотной и жёсткой, а также с меньшей вероятностью растрескивания в ходе эксплуатации.
Физические свойства сосны
Северная сосна — это высокое дерево с прямым, стройным стволом, достигающим высоты от 30 до 50 метров, и диаметром от 70 до 100 см. Некоторые экземпляры могут вырастать до 70 м в высоту, что делает эту породу самыми большими хвойными деревьями. Это быстрорастущее растение, которое может прибавлять около 1 метра в высоту каждый год. Средняя продолжительность жизни сосны составляет от 300 до 400 лет. Цвет древесины варьируется от бело-желтого до оранжево-коричневого, что также зависит от породы, местоположения и возраста дерева. Древесина темнеет при длительном хранении, особенно в условиях повышенной влажности.
Хвойная древесина обычно светлее, чем сердцевина. В ней присутствуют смоляные каналы, которые также влияют на её характеристики. Содержание влаги в древесине, находящейся в естественном состоянии, составляет около 33% в сердцевине и 110-115% в хвойной древесине. В верхней части дерева содержание влаги в заболони может быть выше. В сердцевине содержание влаги обычно одинаково как в верхней, так и в нижней частях. Ствол свежесрубленной сосны обычно имеет влажность около 85%.
Высокая влагопроницаемость древесины сосны позволяет ей легко и быстро впитывать защитные покрытия, например, антисептики или другие материалы, что важно для обеспечения долговечности в условиях внешней среды. Эти свойства должны учитываться при использовании сосны в строительстве. Также следует отметить хорошую устойчивость древесины к короблению и растрескиванию во время сушки, что делает её простым в обработке материалом.
Особенности обработки
Из-за высокого содержания смолы, древесина сосны обладает естественной стойкостью к грибковым заражениям, вредителям и гнили. Сосновые сорта делятся на смолистую (с высоким содержанием смолы) и высушенную в печах сосну (с низким содержанием смолы). Работать с смолистой сосной не рекомендуется, поскольку смола затрудняет распиловку и строгание: она прилипает к инструментам, что приводит к замедлению работы. Лак также может легко отслаиваться при нагревании. Если древесина сосны подлежит обработке, ее нужно очистить от старого покрытия, что включает в себя использование растворителей, ацетона, бензина, щелочных и спиртовых растворов.
Сухая целлюлоза из сосны менее подходит для изделий, которые должны выдерживать большие нагрузки, так как её структура часто оказывается слишком мягкой. Тем не менее, данный материал оптимален для резки, строгания и покраски. Древесная стружка может обрабатываться как с помощью ручного, так и с механическими деревообрабатывающими инструментами, такими как рубанки, колуны и другие. Древесина сосны легка в строгании по длине, однако строгание поперек вдоль волокон представляет собой сложность — рекомендуется тогда хотя бы воспользоваться распиловкой. Сухая сосновая древесина производит отличные результаты при шлифовке и склеивании, обеспечивая надежное соединение для крепежных составных частей (гвозди, шурупы).
Содержание смолы в сосновой древесине увеличивает её вероятность загореться, поэтому перед использованием в строительстве и отделке сосну нужно обязательно обработать антипиренами. Она также демонстрирует высокую влагопроницаемость, что требует увеличенного расхода отделочных средств. При покраске древесины сосны могут возникать пятна на поверхности. Чтобы этого избежать, доски необходимо тщательно высушить перед использованием и применять качественные лакокрасочные материалы.
Области применения древесины сосны
Сосна на сегодняшний день является наиболее популярным пиломатериалом среди хвойных пород. Обширный спектр её использования в различных отраслях экономики легко объясним: высокая надежность и сравнительно низкая стоимость по сравнению с более дорогими лиственными древесинами.
Сосна отлично используется в строительстве. Она подходит для возведения жилых и хозяйственных строений, бань, а также подойдёт для изготовления крытьев и других конструктивных элементов. Высокий и прямой ствол сосны с минимальными ветвями обеспечивает возможность получения бревен и брусьев с минимальными затратами.
Устойчивость сосны к гниению и повреждениям делает её аналогом ели. Но для строительства и внутренней отделки ванных комнат предпочтительно использование менее смолистой ели.
Прочные характеристики сосны позволяют использовать её в несущих конструкциях — для создания балок, ригелей, перекрытий, каркасных систем, свай и т.д. Кроме этого, низкая теплопроводность древесины сосны обеспечивает комфортный микроклимат в помещениях, в которых она применяется. Есть также высокая звукоизоляция, обеспечивающая комфортные условия без значительных затрат на дополнительные меры по звукоизоляции. Сосновые древесные доски также активно применяются для внутренней отделки, настила полов и других конструктивных решений.
Сосновые доски часто используются для производства мебели. В частности, сосна часто применяется при изготовлении оконных рам, которые покрываются шпоном из других более дорогих пород. Низкая плотность этого дерева позволяет обрабатывать его с уникальными резными и мозаичными узорами, и вся мебель будет долговечной и экологически чистой.
Сосновая древесина активно используется в судостроении, химической и бумажной промышленности, а также при строительстве железных дорог. Кроме того, сосновая хвоя служит сырьём для производства различных лекарств и биологических добавок.
