На крайних восточных рубежах нашей страны, на полуострове Камчатка, быстро развиваются многие отрасли народного хозяйства, потребляющие в значительных количествах древесину. Хвойные леса полуострова на 80% состоят из лиственницы. Однако судостроители, мебельщики, строители высказывают ряд претензий к качеству древесины и требуют поставки сырья хвойных пород морским путем из лесных массивов южных районов Дальнего Востока.
Было проведено изучение основных свойств и особенностей древесины лиственницы в целях решения вопроса возможности применения местного древесного сырья для нужд народного хозяйства в наиболее ответственных конструкциях и изделиях.
Средний диаметр пиловочного лиственничного сырья составил 22-24 см. По сортам бревна распределялись следующим образом: I сорт - 23%, II сорт - 55%, III сорт - 17% и IV сорт - 5%. Состав пиломатериалов из бревен I сорта по ГОСТ 8486-66 составил: 0-I сортов - 26%, II сорта - 34%, III сорта - 32%, IV сорта - 8%.
Физико-механические свойства древесины лиственницы Камчатки изучались с применением стандартных методов по ГОСТ 11484-65* 11499-65**. Результаты наблюдений обработаны методами вариационной статистики. Показатели точности почти во всех случаях меньше 5%.
Сопоставление приведенных показателей физико-механических свойств с данными по основным древесным породам позволяет сделать вывод о том, что лиственница камчатская по основным физико-механическим характеристикам может быть использована вместо хвойных пород (сосны и ели) в ответственных конструкциях и сооружениях. Доказательством этому служат данные о пределе прочности по основным видам нагрузок. Так, прочность на изгиб камчатской лиственницы значительно превышает прочность сосны обыкновенной на 9-12%, ели на 11%, пихты на 14%.
Предел прочности при скалывании вдоль волокон лиственницы камчатской выше, чем у сосны обыкновенной на 10-15% и значительно выше, чем у ели и пихты. Торцовая твердость у лиственницы камчатской на 8-15% выше, чем у сосны обыкновенной.
Таким образом, по прочностным показателям лиственница камчатская стоит выше сравниваемых хвойных пород. Лишь сосна обыкновенная по ряду показателей может быть приравнена по прочности к лиственнице камчатской. По плотности лиственница камчатская занимает промежуточное положение между сосной обыкновенной, кедром, елью и пихтой, с одной стороны, и дубом, ясенем и лиственницей сибирской и даурской, с другой. Так, она на 15-27% тяжелее основных хвойных пород и на 3-15% легче дуба, ясеня и лиственницы сибирской и даурской. Соответственно и показатели предела прочности статического изгиба и торцовой твердости лиственницы камчатской в сравнении с тяжелыми древесными породами имеют более низкие значения. В то же время скалывание вдоль волокон и сопротивление раскалыванию у древесины лиственницы всех видов находится почти на одном уровне.
Древесина лиственницы камчатской по основным физико-механическим характеристикам может быть без ограничения допущена наравне с сосной, елью, пихтой во всех ответственных конструкциях, если увеличение веса деталей и изделий на 15-20% по сравнению с деталями и изделиями из сосны допустимо.
Рассмотрена возможность использования древесины лиственницы камчатской с учетом снижения размеров деталей. Для этого полученные результаты по двум основным видам нагрузки - статическому изгибу и скалыванию вдоль волокон - приведем к соответствующей плотности древесины. Они будут соответственно равны 1277 и 116. Сравнив полученные показатели, можно сделать следующие выводы: древесина лиственницы даурской и сибирской, как и древесина сосны и дуба, в сравнении с древесиной лиственницы камчатской при скалывании вдоль волокон и статическом изгибе имеет показатели в среднем на 10% более высокие. Таким образом, сравнение прочностных показателей с учетом плотности показывает, что использование лиственницы камчатской с пропорциональным уменьшением размеров деталей возможно не во всех случаях и в конкретных условиях требует предварительных специальных расчетов.
Лиственница камчатская имеет большие коэффициенты усушки, чем лиственница даурская и сибирская, как в тангенциальном, так и в радиальном направлениях, разность между тангенциальной и радиальной усушкой у всех видов лиственницы одинакова и составляет 0,19.
Лиственница требует мягких режимов сушки и, если при сушке внутренние напряжения не сняты, заготовки и детали из такой древесины имеют тенденцию к короблению или растрескиванию. Влияние усушки на стабильность формы пилопродукции из лиственницы требует тщательного соблюдения режимов и ведения процесса сушки только в камерах, обеспечивающих высокую равномерность сушки по длине и сечению штабеля.
Способности древесины камчатской лиственницы удерживать металлические крепления (гвозди, шурупы, скобы и т. д.) была проверена специальными экспериментальными работами.
Лиственница камчатская так же, как и сибирская, удерживает гвозди диаметром 1,4-2,0 мм лучше, чем сосна. Прочность удерживания гвоздей диаметрами 1,4; 1,6 и 1,8 мм в радиальной плоскости у лиственницы камчатской ниже, чем у сибирской. Сопротивление выдергиванию гвоздей разных размеров из лиственничных образцов в большинстве случаев увеличивается при предварительной засверловке и правильном соблюдении размеров высверливаемых отверстий.
Исследования гвоздимости показали также, что прочность гвоздевых соединений возрастает с увеличением диаметров гвоздей (от 1,4 до 2,5 мм) и толщины соединяемых деталей, а раскалываемость деталей снижается с увеличением их сечений.
В целом проверка особенностей лиственницы, произрастающей на Камчатке, показала высокие прочностные характеристики этой древесной породы. Выявлены повышенная усушка древесины при изменении влажности и несколько меньшие в сравнении с лиственницей других видов коэффициенты качества.