Место древесины лиственницы в деревообработке определяется несколькими постоянными или долговременно действующими факторами. Это ресурсы древесины и доступность их освоения, потребность в древесине на перспективу, качественные характеристики древесины лиственницы и возможность ее переработки на пилопродукцию, детали и изделия массового потребления в строительстве, машино-, судо-, вагоностроении, сельскохозяйственном машиностроении, производстве мебели и другой продукции.
В деталях, узлах и изделиях, работающих при значительных нагрузках, древесина лиственницы найдет очень широкое применение. В то же время детали и изделия, от которых требуется прежде всего малая звуко- и теплопроводность, будут изготовляться из легких, но малопрочных пород (таких, как пихта) или из распространенных мягких лиственных пород.
Разработаны и внедряются технологические режимы переработки лиственницы на фанеру.
Несущие элементы строительных конструкций из лиственницы, работающие на изгиб, сжатие или растяжение вдоль волокон, могут быть изготовлены с меньшим сечением, чем из сосны и пихты. Повышенное сопротивление загниванию при переменных атмосферных условиях эксплуатации и легкость получения пиломатериалов и заготовок крупных размеров высокого качества доказывают целесообразность широкого использования древесины лиственницы в строительстве.
Доказано, что по стойкости к загниванию древесина лиственницы не имеет равных себе среди распространенных хвойных и лиственных пород.
Плиты из измельченной древесины и из отходов деревообрабатывающих производств выпускаются с каждым годом в возрастающих объемах. Уже сейчас лиственница используется для получения этих материалов и нет сомнений, что в перспективе отходы основных производств при механической обработке древесины лиственницы найдут применение в различных листовых плитных материалах, возрастет использование отходов и в целлюлозно-бумажных производствах.
Отрицательные факторы, сдерживающие широкое использование древесины лиственницы наряду с другими хвойными породами, следующие:
1) При заготовке древесины, всех видах механической обработки скорости подачи меньше, трудовые затраты на обработку древесины лиственницы выше, чем на обработку других хвойных пород;
2) Сушка пиломатериалов и заготовок ведется при более мягких режимах, стоимость сушки выше, чем для других хвойных пород, на 20-25%;
3) Вес деталей и изделий из лиственницы на 15-30% больше, чем из других хвойных пород, если изготовляются они тех же размеров.
Стоимость изделий или конструкций из древесины лиственницы выше, но изделия значительно долговечнее, чем из других пород.
Круглые сортименты из лиственницы при одинаковом объеме древесины в бревне, кряже, столбе имеют вес на 15-20% больше, чем сосновые, и на 25-30% больше, чем пихтовые. Такое соотношение бывает, если бревна поставляются окоренными.
Круглые сортименты чаще поставляются в коре. На лиственничных бревнах коры вдвое больше, чем на еловых и пихтовых и почти вдвое больше, чем на сосновых. Если за 100% принять бревно без коры (по существующей системе учета), бревно ели и пихты в коре будет иметь объем около 111%, сосны около 115% и лиственницы 125-130%. Это дополнительно увеличит вес лиственничных бревен, и в сравнении с сосновым сырьем вес груза увеличится до 20-25%. В сравнении с пихтой вес груза увеличится до 35%. Перевозка с бревном коры, не входящей в настоящее время в баланс сырья, уменьшает на 5-7% объем лиственничных бревен без коры, которые можно погрузить в определенное замкнутое пространство (вагон, контейнер, трюм).
Это ухудшает возможности использования лиственницы наравне с другими хвойными породами.
Недостаток лиственницы в лесопильном производстве - значительная толщина коры, повышенная твердость древесины и наличие гумми. Соблюдение режимов окорки и подготовки к окорке мерзлого пиловочного сырья обеспечивает чистую окорку бревен для распиловки и использования отходов лесопиления на технологическую щепу.
Несколько увеличенный расход энергии на окорку и почти вдвое большее количество коры, чем у хвойных пород, являются отрицательными факторами.
Повышенная твердость и плотность древесины лиственницы требует увеличенного расхода мощности на пиление и более жесткого соблюдения режимов подготовки инструмента. При соблюдении режимов и параметров пильного инструмента и обеспечении прогрева бревен на глубину заболони снижения подачи при распиловке на лесопильных рамах и другом пильном оборудовании практически не требуется. И только при распиловке крупного сырья, имеющего увеличенный сбег, подачу целесообразно снижать на 10%.
Наличие камедей-гумми, основная масса которого размещается в ядровой древесине вблизи от заболонного кольца, часто затрудняет распиловку бревен. Этому способствует неправильная подготовка пил, недостаточное уширение зубчатого венца и блуждание пил, в результате чего они нагреваются и создаются очаги формирования плотных брикетов из гумми и опилок. Широкое применение установок по распылению воды на пилы показало возможность полного исключения простоев лесопильного оборудования из-за налипания камедей-гумми.
Изучение работы круглопильного и фрезерного оборудования на разных участках раскроя и обработки заготовок и деталей из лиственницы не показало каких-либо затруднений при распиловке из-за гумми. Это в значительной степени объясняется размещением гумми в основном в узком наружном кольце ядровой части сортимента. При раскрое бревен на обрезные пиломатериалы и заготовки эти участки древесины в значительной части попадают в отходы и в дальнейших процессах механической обработки не участвуют. Однако возможны некоторые осложнения в переработке кусковых отходов лесопиления на технологическую щепу из-за засмаливания ножей рубильных машин. В связи с этим рекомендуется в переработку направлять древесину лиственницы влажностью более 50%. Однако эта рекомендация не учитывает, что на лесопильные предприятия лиственничное сырье поступает с влажностью около 50%, даже если оно не проходило подвяливания, которое широко применяется для обеспечения снижения плотности лиственничного пиловочного сырья, увеличения его плавучести и снижения утопа в процессе сплава. Но так как предварительное подвяливание снижает влажность заболонной части древесины до 36%, а ядровой до 46%, эта рекомендация в ряде случаев трудно выполнима. Более простое решение при возникновении подобных осложнений - распыление воды в зону рубки кусковых отходов.
Для палубных и шлюпочных деталей, паркетных покрытий и лицевых элементов мебели, как и в ряде других назначений, требуется выработка пиломатериалов самого высокого качества и чисто радиального вида.
Детали и изделия из лиственницы радикальной распиловки обладают высокой стабильностью формы. Сушка таких заготовок и деталей ведется в сушильных камерах любых видов при соблюдении имеющихся режимов. Схемы и технология раскроя лиственничных бревен с выработкой пиломатериалов преимущественно радиального вида могут быть рекомендованы для выработки широкой номенклатуры спецификационной пилопродукции во всех случаях, когда имеются затруднения в высококачественной сушке лиственничных пиломатериалов обычной распиловки. Ведутся дополнительные работы по уточнению схем, технологии и оптимального оборудования для массовой распиловки лиственничного сырья на пиломатериалы радиального вида.
Сушка лиственничных пиломатериалов рядовой распиловки ведется мягкими режимами, обеспечивающими незначительное (до 5%) снижение сортности пиломатериалов по короблению и трещинам. Однако сроки сушки лиственницы по сравнению с сушкой других хвойных пород соответственно увеличиваются. Увеличиваются затраты тепла, снижается на 20-25% производительность сушильных камер, увеличиваются трудовые затраты. Работы по интенсификации процессов сушки лиственничных пиломатериалов обычной распиловки продолжаются в направлении улучшения экономических показателей в СвердНИИПДрев и СибТИ по согласованной программе.
Пропитка древесины лиственницы антисептиками, антипиренами, маслами имеет свои особенности. Пропитка ядровой древесины на значительную глубину требует накалывания древесины или специальных режимов с предварительной циклической обработкой горячей водой. В этом случае глубина пропитки достигается одинаковая для лиственницы и сосны. Пропитка вымачиванием требует больших сроков.
Медленное намокание древесины лиственницы и проникновение растворов поперек и вдоль волокон связаны с наличием смол и гумми, которые в свою очередь влияют на высокое сопротивление древесины лиственницы загниванию. Длительные исследования ЦНИИМОД подтвердили, что ядровая древесина лиственницы не только находится на первом месте по стойкости к загниванию, но в 2 раза превосходит по стойкости дуб, ясень и сосну.
Повышенное различие в плотности весенней и летней древесины годичного слоя лиственницы - одна из причин разной усушки в радиальном и тангенциальном направлениях. Низкая плотность весенней части годичного слоя иногда способствует появлению отщепов и сколов в деталях и изделиях тангенциальной распиловки при знакопеременных нагрузках на изгиб. Торцовые трещины на деталях и изделиях из лиственницы появляются первоначально на границе летней и весенней древесины. Растрескивание деталей в сложных условиях эксплуатации, если не было обеспечено снятие напряжений в древесине в процессе ее сушки, может быть значительным.
Плотность весенней части годичного слоя древесины лиственницы равна плотности весенней части сосны. Она низка по отношению к летней части годичного слоя лиственницы, имеющей плотность в 2 с лишним раза большую. Сопротивление растяжению и статическому изгибу древесины весенней заготовки лиственницы в несколько раз ниже, чем летней древесины, но сопоставимо по этим показателям с прочностью весенней древесины годичного кольца других хвойных пород. Поэтому следует считать преувеличенным мнение о малой прочности весенней древесины годичного кольца лиственницы.
Соединения на шурупах и гвоздях деревянных элементов имеют очень большое распространение и доводы о трудностях крепления деталей из лиственницы этими способами значительно сдерживают ее использование. Исследованиями доказаны достаточная прочность креплений на гвоздях деталей из лиственницы разных толщин, отсутствие растрескивания при выполнении рекомендованных режимов и параметров гвоздей, возможность исключения операции предварительной засверловки на основной массе гвоздевых соединений деталей распространенных толщин.