Древесина осины и ее свойства

Осина обыкновенная — лиственное растение, относящееся к роду Тополей семейства Ивовых, широко распространена в зонах умеренного и холодного климата Евразийского континента. Это крупное, рослое дерево, высота которого может достигать 35 м при диаметре ствола в 1 метр. Растет оно довольно быстро и живет достаточно долго: до 80-90 лет. При этом осина подвержена развитию различных заболеваний, из-за чего качественные экземпляры больших размеров и солидного возраста встречаются крайне редко.

Внешний вид и физико-технические параметры

По строению своей древесной части осина относится к безъядровым породам рассеянно-сосудистого типа. Древесина этого дерева имеет беловатый цвет со слегка зеленоватым оттенком. При этом текстура осины не отличается особой выразительностью и эффектностью.

Годичные кольца и сердцевидные лучи на ней практически не заметны. В сравнении с другими представителями лиственных деревьев, использующимися в промышленном масштабе, ее можно назвать простоватой, поэтому, для создания декоративных изделий она практически не используется.

Вместе с этим данный материал отличается хорошей устойчивостью к истиранию, хорошо поддается токарной обработке и резке. Он достаточно однороден, и за счет этого, при изготовлении заготовок, он может разрезаться в любых направлениях, без возникновения вмятин и сколов.

На фото-картинке — дерево осина и ее некоторые особенности

Где растет осина и  ее отличия от тополя

Осина обыкновенная входит в число важных лесообразующих пород России и встречается практически на всей территории страны, включая Европейскую часть, а также регионы Дальнего Востока и Сибири. Кроме того, это дерево можно встретить в Казахстане, Монголии, Корее, Китае и многих странах Европы.

Она прекрасно чувствует себя на почвах любого типа в лесостепных и лесных зонах, в основном по берегам рек и оврагов, а также на опушках и районах с возвышенным рельефом.

Как правило, это дерево произрастает в группе, образуя осинники, или входит в состав смешанных лесов, сочетаясь с ольхой, лиственницей, сосной и березой. Благодаря глубокому расположению корней, осина мало чувствительна к небольшим лесным пожарам.

Итак, чем же отличается осина от тополя:

• Распускание почек тополя весной происходит гораздо быстрее, с выделением характерного запаха и появлением клейкости. Осиновые почки «оживают» медленнее.
• Цветение осины происходит ранней весной, до полного распускания листьев. Тополь расцветает летом, распуская вокруг себя пух, в то время как соцветием осины являются длинные серьги-бруньки.
• Листья этих деревьев различаются по форме.
• Ветки осины отличаются большей хрупкостью по сравнению с тополем.

Слева изображены листья осины, а справа — тополя

Плотность, прочность и влажность

Одним из важных показателей, оказывающих непосредственное влияние на качество и конечный вид обрабатываемого древесного сырья, является плотность древесины. Под этим термином подразумевается отношение массы древесины определенной влажности к ее объему.

При этом, чем более влажной является древесная часть дерева, тем большей плотностью она обладает. Кроме того, при оценке древесины также используется показатель условной плотности древесины, представляющий собой отношение массы исследуемого образца в полностью высушенном состоянии к его объему на пределе гигроскопичности.

Показатели плотности и условной плотности осины выглядят следующим образом:

Коэффициент плотности при различных уровнях влажности:

Таким образом, можно заметить, что древесина осины имеет среднюю плотность, составляющую 490 кг/м3. Естественная влажность данного материала в свежесрубленном виде составляет, в среднем 82% при максимальной влажности при водопоглощении в 185 %.

У осины обыкновенной данные показатели будут выглядеть следующим образом (согласно исследованиям С.И. Ванина):

• Предел прочности при сжатии в направлении вдоль волокон (при влажности 15%) – 374 кг/см2.
• При растяжении в направлении вдоль волокон – 1450 кг/см2.
• При произведения скалывания в радиальной плоскости – 44 кг/см2.
• При операции статического изгиба (при влажности 15 %) — 673 кг/см2.
• При осуществлении ударного изгиба в тангенциальном направлении – 0,37 кгм/см3.

Согласно данным «Справочника механических свойств древесин», средние значения прочности древесины будут такими:

• Прочностной предел при статическом изгибе – 76,5 МПа.
• Растяжение вдоль волокон – 121 МПа.
• Сжатие вдоль волокон – 43,1 МПа.
• Раскалывание по радиальной плоскости – 6,15 МПа.
• По тангенциальной плоскости – 8,42 МПа.
• Ударная вязкость – 84,6 КДж/м2.
• Модуль упругости древесины осины при статическом изгибе составляет 11,2 ГПа.

Древесина осины обладает хорошей податливостью к различным видам обработки, включая резку, изгибание, окраску и полировку. Кроме того, она хорошо лущится.

Удельный и объемный вес древесины

В число важных показателей, на основании которых производится оценка качества используемой древесины, входят ее удельный и объемный вес. Для вычисления удельного или относительного веса древесного материала его вес делится на такое же количество воды.

У древесины осины он составляет, при влажности в 12%, 510 кг/м3. При этом в отличие от деревьев других пород, значения данного показателя у осины не являются постоянными, а могут варьироваться достаточно широко.

Это связано со строением волокон материала, которые отличаются большой пористостью. Иначе говоря, в составе деловой древесины осины всегда содержится определенное количество влаги, которую она легко отдает при высыхании и с такой же легкости набирает при помещении в более влажную среду.

Кроме удельного веса также принято различать объемный вес древесины или вес единицы объема, измерение которого происходит при влажности сырья в 15 %.

Данные об объемном весе осины при изменении ее влажности приведены в следующей таблице:

Химический состав, твердость и прочностные качества

Основная масса осиновой древесины состоит из различных органических веществ, включающих четыре основных элемента: кислород, водород, углевод и азот. Кроме того, в ней содержится некоторое количество минеральных веществ, при своем сгорании образующих зольный остаток.

При этом было отмечено, что химический состав древесины осины менялся в зависимости от ее возраста: у более старых осин увеличивалось содержание титана и уменьшалось количество меди, алюминия, кремния, железа, никеля, стронция и циркония. Количественное соотношение других элементов оставалось неизменным.

Из органических соединений в состав древесины осины входят: зола – 0,26 %; пентозаны – 27,47 %; лигнин – 21,81 %; целлюлоза – 41,77 %. Показатель ударной твердости осиновой древесины равняется 640 гмм/мм2. То есть ее можно отнести к числу мягких пород.

Температура горения осины, теплопроводность

Как целый ряд других пород деревьев хвойного и лиственного типа, осина используется как сырье для протекания изотермических процессов, сопровождающихся выделением тепла. В связи с этим особое значение имеет такой показатель, как теплотворная способность этого дерева.

В соответствии с этим критерием, определяющимся, как количество тепла, выделяемое одной весовой единицей древесного материала при сгорании, осину можно отнести к мало жарким породам. То есть, количество выделяемого ей тепла будет очень небольшим.

Температура горения осины – 612 градусов. Сгорание дров из этого дерева происходит достаточно быстро, без образования угольного остатка. Из-за этого они не очень хорошо подходят для целей отопления, так как с их использованием невозможно поддерживать в топке постоянную рабочую температуру.

Однако такие дрова хорошо подходят для выжигания сажи и очистки дымохода после использования сырья из древесины хвойных пород, выделяющего большое количество копоти и загрязнений.

Характеристики осиновой древесины, как источника тепловой энергии приведены в следующей таблице:

Также стоит отметить, что по сравнению с деревьями других пород осина отличается высокой способностью к впитыванию влаги. Ее предел гигроскопичности составляет 21,8 – 22,9 %.

Несмотря на свои очевидные недостатки, древесина осины имеет и целый ряд положительных качеств, заслуживающих оценки «пять баллов» по пятибалльной оценочной шкале. А именно:

• Декоративность. Благодаря своему приятному серебристому оттенку она с древности использовалась мастерами для покрытия крыш храмов.
• Удобство в работе. Из мягкой и податливой осины изготавливают множество изделий, в том числе посуду.
• Отсутствием смолы. Из-за этого ее часто используют для изготовления бань.
• Экологичность и безопасность для человека.

Нормы по ГОСТу

Так как древесное сырье из осины является строительным материалом, имеющим различные спектры использования, к нему предъявляется ряд требований и норм, которым он должен соответствовать.

Стандарты к качеству и внешнему виду полуфабрикатов, профильных деталей и других элементов для строительства, содержатся в ГОСТ 8242-88. При использовании древесного сырья из осины в целях осуществления пиролиза и углежжения применяется ГОСТ 24260-80.

В заключение статьи можно посмотреть видео о сборе и нестандартном применении коры осины: