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. Высота сосны колеблется от 20 до 40 метров. Живет сосна в среднем 300-500 лет.
Сосна – быстрорастущая порода. Годовой прирост сосны в высоту при благоприятных условиях произрастания может составлять 0,8-1 м.
На древесине хорошо видны годичные слои на всех разрезах. Ядро присутствует. Смоляные ходы есть. Текстура у сосны однообразная. Сосна обладает малой равноплотностью 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.
Средняя влажность растущего дерева сосны составляет в заболони – 112%, в ядре – 33%. Влажность заболони к вершине дерева возрастает, а влажность ядра остается практически постоянной. Наблюдается суточное и сезонное колебание 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. Влажность свежесрубленной древесины составляет в среднем 85% (заболонь – 100-120%, ядро – 30-40%, кора – 120%).
Перед использованием древесину сушат. Для сосны усушка (до стандартной влажности – 12%) в тангенциальном направлении составляет в среднем 6,7 % – для ранней зоны годичных слоев, 7,5 % – для поздних слоев. Однако при увеличении влажности окружающего воздуха происходит поглощение влаги. Процессы сушки и влагопоглощения практически можно считать взаимно обратными. По этой причине принято характеризовать изменения размеров образца древесины при изменении влажности коэффициентом разбухания отношение % изменения размеров на % влажности древесины).
- В радиальном направлении – 0,18;
- В тангенциальном направлении – 0,31;
- Объемный – 0,50.
Среднее значение коэффициента разбухания для сосны обыкновенной составляет:
Древесина сосны в меньшей степени, чем лиственные породы склонна к короблению в процессе сушки. При правильном выборе сушки и расположения сортиментов в камере можно существенно снизить процент брака.
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.
Цвет и текстура древесины сосны
Древесина только что спиленной сосны преимущественно имеет ядро слегка розоватой окраски, со временем оно становится красным с буроватым отливом. Цвет заболони варьируется от слегка желтоватого до почти красного. Волокна у древесины разных пород сосны в основном прямые. А текстура оценивается специалистами как средне-грубая. Естественно, что цвет древесины зависит от многих факторов, это и местность произрастания, возраст дерева и его порода.
Прочность
За высокие прочностные свойства ценится та древесина сосны, заготовка которой производилась в северных регионах. Такая сосна по своей твердости и прочности уступает только одному дереву – кавказкой пихте. Сосна имеет разные пределы своей прочности. Если посчитать прочность древесины на изгибе, то она будет составлять от 70 и до 92 Мпа. Прочность, определяемая при сжатии вдоль древесных волокон, находится в пределах от 40 и до 49 МПА.
Древесина у этого вида сосны одна из самых плотных, содержит большое количество смолы, и потому мало подвергается гниению. Ценные при изготовлении пиломатериала свойства древесины, такие как твердость и легкость обработки, зависят в основном от влажности грунта и среднестатистических температурных условий. Спросом пользуется древесина сосны, произрастающей на сухих почвах. Экологичность сосны оценивается на пять баллов, в сосновых лесах легко дышится, а особые эфирные вещества способствуют уничтожению различных инфекционных возбудителей.
Древесина сосны обладает высокими значениями воздухопроницаемости и влагопроницаемости. 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. Высокие значения влагопроницаемости позволяет успешно использовать различные защитные вещества. По способности пропитываться защитными веществами заболонь сосны относится к легкопропитывающимся породам, а ядро – к среднепропитывающимся, тогда как ель и лиственница относятся к труднопропитывающимся.
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.
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 его используют 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.
Наилучшими прочностными свойствами обладает древесина сосен, произрастающих в северных районах европейской части России. Сосна по прочности уступает только кавказской пихте.
- При статическом изгибе – 70 – 92 МПа;
- При сжатии вдоль волокон – 40 – 49 МПа;
- При растяжении вдоль волокон – 100 – 116 МПа;
- При скалывании вдоль тангенциальной плоскости – 6,6-8,1 МПа.
Предел прочности:
Модуль упругости при статическом изгибе – 8,0 – 13,1 Гпа.
Ударная вязкость – 28 – 51 кДж/кв.м.
- Торцевая – 28 – 33 Н /кв.мм;
- Радиальная – 21-25 Н/кв.мм;
- Торцевая – 16 – 23 Н/кв.мм.
Твердость:
Сосна относится к мягким породам – до 40 Н/кв.мм (твердые породы – 41-80 Н/кв.мм, очень твердые – более – 80 Н/кв.мм.
В силу того, что сосна имеет мягкую древесину, она прекрасно обрабатывается режущим инструментом.
Сосна очень хорошо шлифуется – высота микронеровностей составляет 8-60 мкм, тогда как для ясеня и клена – до 200 мкм (из-за особенностей их анатомических неровностей).
Древесина сосны относится к группе стойких к биологическим воздействиям (поражение грибами).
