Особое значение имеет деформация пиломатериалов. Важно заранее изучить поведение древесины после монтажа, исключая нежелательные факторы. Чтобы не мучиться потом с подгонкой, полезно научиться видеть деформации ещё до того, как доска ляжет в конструкцию. Каждый тип «гуляния» имеет свой почерк, свои причины и свои способы минимизации ущерба. Удается и предусмотреть, как именно доска будет вести себя на протяжении длительного времени, если хорошо знать изначальные параметры и специфику деформаций.
1. Особенности, типы деформаций 1.1 Поперечный изгиб 1.2 Кручение 1.3 Усушка с трещинами (торцевые, внутренние) 1.4 Крыловатость (диагональное коробление) 2. Главные причины деформаций 2.1 Распил и его качество – ключевой фактор для деформации 2.2 Влажность и сушка 2.3 Сушка на улице (атмосферная) 2.4 Пересушка (< 8%)
Особенности, типы деформаций
Распространенным является продольный изгиб, напоминающий саблю. Представьте себе лук, который натягивает тетиву. Только здесь роль тетивы играют волокна древесины, а роль лука сама доска. При саблевидности доска изгибается вдоль длинной стороны, образуя плавную дугу. Если положить такую доску на ровный пол, её концы будут касаться поверхности, а середина останется висеть в воздухе. Или наоборот: середина лежит, а концы задраны вверх.
- Если смотреть вдоль кромки (ребра) доски, линия напоминает согнутый меч или саблю, отсюда и название.
- Наиболее заметна «сабля» у длинномеров (от 4 метров и выше). Короткие доски длиной 1–2 метра обычно ведут себя гораздо послушнее.
- Если провести ладонью по пласти (широкой стороне), рука почувствует постепенное возвышение или провал по центру. Края при этом могут оставаться ровными.
Главная причина – неравномерное распределение напряжений внутри ствола. Когда бревно распиливают, одни слои древесины «хотят» сжаться больше, чем другие. Особенно часто «сабля» возникает, если доска вырезана из зоны рядом с сердцевиной, где годовые кольца имеют резкий изгиб. Также влияет неправильная сушка: слишком быстрый нагрев или перепад влажности древесины по длине.
Саблевидность – одна из самых коварных деформаций. В столярке её почти невозможно компенсировать: строгать такую доску сложно, фуганый станок не выравнивает дугу длиной 3 метра. В строительстве (стропила, лаги) её иногда допускают, если прогиб не превышает 2–3 мм на метр. Но для фасада, столешницы или дверного полотна такая доска – брак.
Совет: проверить доску на «саблю» легко. Поставьте её на ребро на ровный пол и нажмите на середину одной рукой. Если она качается (как качели), значит, деформация есть. Чем больше амплитуда, тем хуже.
Поперечный изгиб
«Лодочка» – изгиб поперёк. Доска выгибается по ширине: либо её края приподнимаются, а середина проваливается (коробка выпуклая вниз), либо края опускаются, а середина выпячивается горбом (выпуклая вверх). В поперечном сечении такая доска напоминает выгнутый щит, мелкую тарелку или лодку.
- Положите доску плашмя (широкой стороной вниз) на ровное стекло или стол. Если она лежит не всей поверхностью, а только краями или только серединой, перед вами «лодочка».
- Посмотрите на торец: линия широкой стороны теряет прямоту, становится дугой. Особенно хорошо это видно, если доску отторцевать свежим резом.
- Часто поперечный изгиб сопровождается небольшой продольной деформацией, но в чистом виде он заметен именно по ширине.
Это прямое следствие разницы в радиальной и тангенциальной усушке. Когда доска сохнет, её тангенциальный размер (по касательной к годовым кольцам) сокращается почти вдвое сильнее, чем радиальный. Если со стороны заболони (наружных слоёв) усушка идёт быстрее, а со стороны сердцевины медленнее, доску «стягивает» в дугу. Самый яркий пример – доска тангенциального распила (когда годичные кольца почти параллельны широкой стороне). Она коробится сильнее всего.
Узкие доски (50–100 мм) обычно ведут себя стабильнее, потому что в них меньше материала для возникновения разницы напряжений. В столярке коробление можно исправить фугованием, но это приводит к потере толщины. В конструкциях (пол, потолок) «лодочка» мешает плотному прилеганию досок друг к другу: появляются щели и ступеньки.
Совет: если вам нужна широкая стабильная доска – требуйте радиальный распил. Там годичные кольца стоят почти вертикально, и разница усушки минимальна. Да, дороже, зато не выгнется.
Кручение
Самый яркий и самый неприятный вид деформации. Один угол доски оказывается повёрнут относительно противоположного угла, вся плоскость доски закручивается спиралью. Если взять такую доску за один конец, другой конец будет показывать рукой в сторону, как пропеллер самолёта.
- Поставьте доску на ребро на ровный пол. Если она не просто качается (как при сабле), а вращается вокруг своей оси, винт. Проверка: положите доску на ровную поверхность и нажмите на один угол. Если противоположный диагональный угол отрывается от стола — перед вами чистый пропеллер.
- Посмотрите на торец: четыре угла лежат в разных плоскостях. Ни один не совпадает по высоте с другим
- Кручение бывает как правосторонним, так и левосторонним: зависит от того, какие слои древесины «крутят» сильнее. На глаз это не отличить, но на практике важно только наличие самого дефекта.
Пропеллер возникает из-за того, что внутренние слои древесины (сердцевина) и внешние (заболонь) сохнут с разной скоростью, причём направление волокон в них слегка отличается (так называемая косослойность). Чем больше угол наклона волокон относительно оси доски, тем сильнее она скрутится при высыхании. Ещё одна причина – распил из бревна с естественным винтообразным приростом (спиральные волокна). Такие брёвна большая редкость, но встречаются.
Выправить пропеллер почти невозможно. Никакие стяжки и зажимы не помогут: материал сопротивляется с огромной силой, и при попытке выровнять его гвоздями или саморезами он просто треснет по косой. Пропеллер можно использовать только как чёрновой материал для лесов, временных подпорок или разделки на мелкие заготовки (например, на бруски). В любых ответственных конструкциях (стропила, мебель, погонаж) пропеллер недопустим.
Совет: при покупке доски обязательно проверяйте её на «скрученность». Самый быстрый способ: возьмите доску за один конец, поставьте её вертикально на другой конец и слегка наклоните: пропеллер заставит её вибрировать рывками, а не плавно.
Усушка с трещинами (торцевые, внутренние)
Формально это не деформация в привычном смысле (доска не изгибается), но трещины – прямое следствие тех же напряжений, которые вызывают коробление. Когда влага уходит из древесины, объём уменьшается. Если один участок сохнет быстрее соседнего, возникает разрыв, трещина. Самые частые виды: торцевые (появляются на концах доски из-за ускоренного испарения) и внутренние (лучевые или вдоль годичных колец).
- Торцевые трещины: на срезе торца видны радиальные (направленные от сердцевины к коре) разрывы. Они могут быть тонкими волосяными, а могут раскрываться на миллиметры. Иногда трещина идёт от торца вглубь доски на несколько десятков сантиметров.
- Внутренние трещины («рвань»): видны на пласти или кромке: зигзагообразные линии, повторяющие контур годичного кольца. Могут быть закрытыми (не видно глазом до строгания) или открытыми.
- Морозные трещины (если доска из северного леса): длинные, почти ровные, проходящие сквозь всю доску. Легко узнаются по гладким стенкам и отсутствию смолы внутри.
Усушка – естественный процесс. Проблемы начинаются, когда сушку форсируют (высокая температура, низкая влажность, сквозняк). Торцы сохнут быстрее середины, отсюда и торцевые трещины. Внутренние трещины часто появляются у досок с сердцевиной: сердцевинные лучи имеют другую плотность, и при высыхании они отрываются от окружающего массива.
Трещины не только эстетический дефект. Они снижают несущую способность доски (особенно на изгиб). Влага легко проникает внутрь трещины, запуская процесс гниения. В столярке трещины зашпаклёвывают или склеивают клиньями, но прочность всё равно падает.
Совет: запечатывайте торцы свежих досок воском, масляной краской или специальным составом. Это замедляет испарение влаги с торцов и предотвращает образование трещин. Если трещина уже пошла, её можно стабилизировать, вбив в неё специальный ремонтный клин из сухой древесины на клею.
Крыловатость (диагональное коробление)
Менее известный, но не менее коварный вид деформации. Доска не просто изгибается вдоль или поперёк, она скручивается по диагонали. Представьте, что вы взяли доску за два диагонально противоположных угла и потянули их в разные стороны. Одна диагональ остаётся прямой, а другая становится дугой. В результате доска становится похожей на слегка перекошенный самолётик.
- Положите доску на ровный стол. Один угол прижат к столу, а противоположный по диагонали приподнят. При этом два других угла могут лежать на столе или тоже быть приподняты, но ниже первого.
- Проверка: поставьте доску на ребро и посмотрите вдоль длинной кромки. Если одна кромка прямая, а другая дугообразно загибается вверх или вниз это не чистая сабля, а именно диагональный перекос.
- На ощупь крыловатость ощущается как «игра» доски при нажатии на угол: доска не пружинит, а перекашивается, как будто у неё сдвинута одна плоскость.
Причина та же, что и у пропеллера, – косослойность. Однако при крыловатости угол наклона волокон не такой сильный, как для полного винта, или деформация сдерживается крупными сучками/пороками. Часто крыловатость встречается у досок смешанного распила, где есть участки как радиального, так и тангенциального среза. Внутренние напряжения разрешаются не равномерно, а по диагонали.
Крыловатость почти так же плоха, как пропеллер, но её легче не заметить. Особенно она опасна для деталей, которые будут соединяться с соседними элементами под прямым углом (например, царги стола, корпуса шкафов). Даже малая крыловатость (1–2 мм) делает невозможным плотное шиповое соединение. В строительстве крыловатость может привести к тому, что доска в стене или перекрытии будет «гулять» при нагрузке.
Совет: чтобы обнаружить крыловатость, используйте не только пол, но и контрольную линейку (правило). Приложите линейку по диагонали доски: она должна лежать всей длиной на доске. Если под линейкой есть просвет, особенно в области противоположного угла, – это крыловатость. Не поленитесь проверить каждую доску перед покупкой.
Главные причины деформаций
Древесина живёт, дышит и сопротивляется нашему желанию сделать из неё идеальный брусок. Если разобраться в причинах, многие проблемы можно предсказать и предотвратить ещё на этапе выбора.
Древесина не изотропный материал, как бетон или сталь. Её свойства кардинально различаются в трёх направлениях: вдоль волокон, поперёк (радиально, от сердцевины к коре) и поперёк (тангенциально, по касательной к годичным кольцам). Это называется анизотропией. При изменении влажности древесины при (усушке или разбухании) размеры меняются во всех направлениях, но с разной скоростью.
- Продольная усушка (вдоль волокон) практически ничтожна: 0,1–0,3%. Длина доски почти не меняется.
- Радиальная усушка (от центра к краю) умеренная: 3–5%.
- Тангенциальная усушка (по касательной к кольцам) самая сильная: 6–12%, то есть в 1,5–2 раза больше радиальной.
Представьте, что внутри доски действуют две силы: одна тянет поперёк сильнее, другая слабее. Если доска вырезана так, что эти силы направлены под углом друг к другу, начинается коробление. Если широкая сторона доски совпадает с тангенциальным направлением (годичные кольца лежат почти плашмя), усушка стягивает внешнюю часть сильнее, чем внутреннюю. Доска выгибается лодочкой. Если доска радиального распила (кольца стоят вертикально), тангенциальная усушка работает в толщину, а радиальная в ширину. Разница минимальна, доска стабильна.
Научитесь читать «рисунок» годовых колец на торце. Для стабильных конструкций (фасад, столешница, ступени) выбирайте доску, где годовые кольца на торце образуют угол 45–90° с широкой плоскостью. Если кольца почти параллельны широкой стороне, готовьтесь к «гулянию» при любых перепадах влажности.
Распил и его качество – ключевой фактор для деформации
Центровой распил (сердцевинная доска) – самая проблемная зона. Сердцевина ствола – это «эпицентр» напряжений. Здесь проходят сердцевинные лучи, часто есть рыхлая древесина, трещины. Доска, вырезанная из ядра, будет коробиться сильнее всего, особенно при усушке. Если внутри остался фрагмент сердцевины (так называемая «сердцевинная трубка»), жди трещин и сильного пропеллера, это почти брак.
Периферийный распил (обрезная доска из заболони) станет удачным решением. Заболонь (молодые внешние слои) более однородна, упруга, содержит меньше внутренних напряжений. Такая доска редко гуляет, если нет крупных сучков. Но она и менее стойка к гниению.
Балансная доска – «сборная солянка». Распил проходит через разные зоны ствола: кусок ядра, кусок заболони, переходные слои. Поведение непредсказуемо: может легонечко выгнуться, может скрутиться. Требует осторожности.
Даже идеальное бревно можно испортить плохим инструментом. Тупые пилы рвут волокна, оставляя микротрещины на кромках. Перекос станка даёт неравномерную толщину, и при сушке эти «ступеньки» становятся очагами коробления. Неровный зажим бревна: доска вырезается с внутренним напряжением, которое «выстрелит» позже.
Посмотрите на поверхность доски. Ровная, без рваных ворсинок, с чёткими границами годовых колец, всё нормально. Если кромки «мохнатые», на пласти видны следы рвани или мелкие сколы: доска получила микротравмы, которые со временем перерастут в деформацию.
Влажность и сушка
Древесина «свежего» распила содержит от 50 до 100% влаги (в ядре меньше, в заболони больше). Если вы сразу пускаете такую доску в дело, она неизбежно деформируется при высыхании. Вообще, работать с сырой доской можно только для временных конструкций, дальше она будет «гулять» так, что вы удивитесь.
Неравномерная сушка – это бич всех сушильных камер. Верхние слои сохнут быстрее внутренних. Возникает зона растяжения снаружи и сжатия внутри. Если скорость сушки велика, на поверхности образуются микротрещины, а внутренние напряжения не успевают релаксировать. После снятия нагрузки доска «выстреливает» — изгибается или скручивается.
Хорошие сушильные камеры работают с реверсом: периодически меняют направление потока воздуха и переставляют датчики. Если режим нарушен (резкие скачки температуры, слишком низкая влажность древесины), доска может выйти из камеры внешне сухой, а внутри остаться влажной. Через неделю-другую она «созреет» и покоробится.
Сушка на улице (атмосферная)
Здесь враг – солнце, ветер и дождь. Верхняя сторона сохнет быстрее нижней, к тому же кора замедляет испарение. В результате классический пропеллер. Особенно страдают доски из сердцевины: ядро сохнет медленнее заболони, и внутренние напряжения разрывают материал.
Пересушка (< 8%)
Если доску пересушить (например, для мебели требуется 8–10%, а вы случайно доводите до 5%), она становится хрупкой. При малейшем увеличении влажности (например, влажная уборка или переезд в другое помещение) доска набирает влагу обратно и коробится уже от разбухания.
Проверяйте влажность древесины электронным влагомером. Для большинства столярных работ оптимальна 10–12%. Для наружных фасадов влажность оптимальна в диапазоне 15–18%. Если доска сырая (свыше 20%), не покупайте: даже правильно высушенная, она может повести себя неожиданно.
При покупке пиломатериала на улице (зимой или летом) дайте ему акклиматизироваться в помещении не менее 2–3 суток, разложив на прокладках. Резкий перепад температуры и влажности – частая причина «ночного коробления», когда доска, лежавшая нормально, наутро превращается в саблю.