Проф. Л. М. Перелыгин, доктор технических наук
ДРЕВЕСИНОВЕДЕНИЕ
Допущено Министерством высшего образования СССР
в качестве учебного пособия
для факультетов механической обработки древесины
и лесоинженерных факультетов лесотехнических вузов
*** 1949 ***
|
ФPAГMEHT УЧЕБНИКА (...) РОЛЬ ДРЕВЕСИНЫ В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ СССР И ПЕРСПЕКТИВЫ ЕЕ ПРИМЕНЕНИЯ
Советский Союз обладает огромными лесными богатствами. Общая площадь лесов нашей страны составляет несколько более одной трети лесных ресурсов мира. Это убедительно говорит об огромных, почти неисчерпаемых, природных ресурсах нашей страны. Проникая все глубже в строение и свойства древесины, советская наука о лесе с каждым днем все больше расширяет сферы применения древесины в народном хозяйстве страны. Древесина уже сейчас превратилась в универсальный материал исключительного народнохозяйственного значения. Десятки тысяч разнообразных изделий изготовляются из древесины. Лес нужен нашей стране так же, как уголь, как металл, как хлеб. Десятки миллионов кубометров древесины требуется ежегодно на промышленное и жилищное строительство. Огромное количество леса идет па нужды железнодорожного транспорта, и в первую очередь на производство железнодорожных шпал. Миллжмш кубометров древесины требует угольная промышленность. Нёт ни одной отрасли промышленности, где древесина не занимала бы почетного места. Судостроение, вагоностроение, автостроение, гидротехнические и портовые сооружения, авиастроение, металлургия, текстильная промышленность, машиностроение — требуют все большего количества древесины. Наша страна, превратившаяся в страну самого передового, механизированного сельского хозяйства, ежегодно требует большого количества древесины для дальнейшего, еще более мощного развития сель- скохозянственного машиностроения (комбайны, жнейки, сноповязалки, сенокосилки, сеялки, веялки и пр.). Громадное количество леса требуется в связи с все возрастающими темпами восстановления разрушенных фашистскими ордами наших городов, сел, рабочих поселков. Чрезвычайно много древесины потребляет и бумажная промышленность. По пятилетнему плану восстановления и развития народного хозяйства в СССР должно быть изготовлено столько бумаги, что если представить себе все это количество в виде ленты газетной бумаги шириной I м, то такой лентой можно было бы обернуть земной шар но экватору 500 раз. В текстильной промышленности из древесины изготовляют ткацкие челноки, погонялки, бобины, шпули, катушки; в машиностроении из нее производят деревянные вкладыши в подшипниках, блоки, шкивы, вставные зубья, клинья; в металлургической промышленности на древесном угле выплавляют лучшие сорта стали. Особо нужно отметить отрасли промышленности, изготовляющие из древесины предметы культурного обихода: мебель, радиоприемники, пианино, рояли, спортинвентарь, канцелярские и чертежные принадлежности, резные художественные изделия, тару, спички и т. д. Нет такой области нашей жизни и быта, которая не требовала бы все новых и новых сотен тысяч кубометров древесины. Советская наука и техника открывают беспредельные возможности использования древесины путем ее химической переработки, которая дает возможность изготовлять такие ценнейшие для человека предметы, как шелк, шерсть, вата, спирт, медицинские препараты, смола, деготь, скипидар, дубильные экстракты, гутта; все это лишь небольшая часть того, что может дать древесина народному хозяйству только по этому каналу. За последние годы в нашей стране успешно развивается совершенно новая область деревообрабатывающей промышленности, основанная на искусственном изменении физико-механических свойств древесины путем ее прессования и термической обработки. Это дало возможность получать для промышленности и строительства новые материалы, зачастую не уступающие по крепости металлам. Путем механического уплотнения натуральной древесины с применением термической обработки получена прессованная древесина (лигностон), заменившая дефицитные твердые породы в производстве ткацких челноков. Широкое использование для склеивания шпона различного вида искусственных смол с одновременным уплотнением древесины прессованием дало новый материал — слоисто-прессованную древесину (лигнофоль), нашедшую применение в самолетостроении, машиностроении и т. д. Метод автоклавного прессования в резиновых мешках дает возможность получать из шпона на искусственных смолах детали и блоки сложной формы: целые лодки и части катеров в судостроении, цельнопрессованные кузова в автостроении. В строительстве. получают применение клееные балки, дающие возможность строить 100—150-метровые перекрытия; в производстве тары—бочки из слоистой древесины, а также деревянные трубы (диаметрам от б до 610 мм, с толщиной стенок от 1,3 до 12 мм при любой длине); в производстве мебели— деревянные пружины, гнутые детали, детали сложной формы. Появилось большое количество новых видов фанеры: облицовочная и обойная, идущие на отделку помещений, театров, кино, железнодорожных вагонов, автобусов, троллейбусов; обувная фанера успешно применяется в обувной промышленности; кровельная, гофрированная фанера и столярные плиты заменяют многие материалы в строительной промышленности; металлизированная, армированная фанера, арктилит и другио ее виды начинают использоваться в различных отраслях промышленности; слоисто-прессованная древесина — лнгнефоль, дельтадревесина, балшшт стали полноценными заменителями некоторых металлов в машиностроительной, текстильной, электротехнической, судостроительной и других отраслях промышленности; материалы из щепы и стружек дали возможность получать различного рода штампованные детали и строительные материалы. Использование измельченной до степени мелкой щепы (обрезки шпона).древесины с применением искусственных смол позволяет получать формованные детали (ролики, штурвалы, запорные краны, колеса для тележек, втулки и т. п.). Дальнейшее измельчение древесины до степени тонкой стружки или волокна привело к получению волокнистых плит — теплоизоляционных (месонит) или строительных (фибролит); этот же путь при условии применения искусственных смол даег возможность получать материалы типа пластмасс (баркалаит, ксилолит и т. п.). Потенциальные возможности древесины еще далеко не исчерпаны. Советская паука, основанная на законах марксистско-ленинской философии и исходящая из того, что «.. .мир и его закономерности вполне познаваемы, что наши знания о законах природы, проверенные опытом, практикой, являются достоверными знаниями, имеющими значение объективных истин...» (И. Сталин)*, откроет новые обширные перспективы изучения полезных сил и свойств леса. ИЗУЧЕНИЕ ДРЕВЕСИНЫ В СССР Древесиноведение представляет собой новую отрасль советской науки, изучающую физические, механические и химические свойства древесины и методы их исследования. Основными разделами этой дисциплины являются: строение древесины (макро-и микроскопическое), химические, физические и механические ее свойства, стойкость древесины, влияние различных факторов на свойства древесины, пороки древесины, особенности строения, свойств и применение отдельных лесных пород СССР, искусственное изменение свойств древесины, характеристика и применение новых материалов. Царское правительство, несмотря на несметные лесные богатства России, почти не уделяло внимания вопросам изучения свойств древесины. Немногочисленные работы (Бурого, Яхонтова, Петровского, Богословского и др.) лишь в очень малой мере характеризовали свойства древесины. Виднейший деятель русской лесной науки проф. Г. Ф. Морозов впервые высказал необходимость разделения «лесной технологии» на две части: основную, которую он называл «учением о древесине», и прикладную — собственно технологию древесины; причем главная роль, по его мнению, должна принадлежать учению о древесине, которое заслуживает выделения в самостоятельную дисциплину. Но в силу крайне слабого развития этой отрасли знания эта мысль в царское время никем не была воспринята. В капиталистической России, невероятно отсталой в технико-экономическом отношении, фактически не существовало этой весьма важной области знания. После Великой Октябрьской социалистической революции положение с изучением древесины коренным образом изменилось. Развивающиеся бурными темпами промышленность и сельское хозяйство потребовали большого количества древесины. Это в свою очередь вызвало необходимость глубокого изучения физических, механических и химических свойств древесины для максимального расширения сферы применения древесины как одного из основных материалов, остро необходимых народному хозяйству страны. Наука о свойствах древесины и методах их исследования возникла в первые же годы существования советской власти. Кропотливо, неустанно изучали советские ученые строение древесины, ее свойства как материала, работали над определением качеств отдельных пород, растущих в различных районах СССР. Только через 10 лет, в 1932 г., впервые в мире эта дисциплина была оформлена в самостоятельную отрасль лесной науки. До этого времени соответствующие сведения кратко излагались в руководствах по «Лесной технологии» (Н. А. Филип- лов) или «Технологии дерева» (Е. Г. Кротов). В новой дисциплине, в отличие от существовавших ранее, главное внимание обращено на изучение общих свойств древесины и методов их исследования без описания технологических процессов, связанных с употреблением древесины в различных производствах по механической и химической переработке древесины. В 1932 г. кафедры древесиноведения были открыты в нескольких высших учебных заведениях страны, призванных не только преподавать эту дисциплину, но вести также научно-исследовательские работы по изучению древесины и готовить научные кадры. Почти одновременно были созданы научно-исследовательские институты в системе лесной промышленности (Институт древесины, из которого впоследствии были выделены Центральный научно-исследовательский институт по механической обработке древесины — ЦНИИМОД, и Центральный научно-исследовательский лесохимический институт — ЦНИЛХИ). Все это позволило широко развернуть работы по всестороннему изучению древесины, накопить большой экспериментальный материал и собрать многочисленные данные, послужившие основой для построения строгой системы знаний, объединяемых древесиноведением. В разработке вопросов древесиноведения особенно большую роль сыграли заслуженный деятель науки и техники проф. С И. Ванин, проф. доктор Л. М. Перелыгин, а также профессора А. X. Певцов, Ю. М. Иванов, Н. Н. Чулицкин, доц. А. А. Солнцев и др. В первые же годы возникновения этой дисциплины перед советскими древесиноведами встала важнейшая народнохозяйственная задача — изучить основные физико-механические свойства древесины лесных пород из различных районов огромной территории СССР. Успешное решение этой задачи требовало разработки однообразных научно обоснованных методов исследования древесины, что привело к необходимости их стандартизации. В 1935 г. был введен ОСТ ВКС 7653, разработанный проф. Л. М. Пере-лыгиным на основе работ Е. И. Савкова и ЦНИИМОД (Л. М. Перелыгин и А. X. Певцов). В 1938 г. этот ОСТ был заменен сильно расширенным ОСТ НКЛ 250, составленным тем же автором на основании обширных исследований, проведенных им в ЦНИИМОД. Параллельно с этим в Институте древесины разрабатывался вопрос о способах отбора древесины для исследования (А. И. Кондратьев и Н. Н. Абрамов); в 1937 г. эти работы завершились введением ОСТ НКЛ 196 «Метод выбора модельных деревьев для исследований физико-механических свойств древесины насаждений». Следует, кроме того, указать на разработку и внедрение в практику исследований древесины методов вариационной статистики, что является особенностью наших работ и впервые введено в широкую практику в СССР. Перечисленные работы позволили СССР занять ведущее положение в мире в области методики испытаний древесины и ее изучения. В работах но изучению физико-мсханических свойств древесины приняли участие все научно-исследовательские институты (особенно ЦНИИМОД) и большинство кафедр древесиноведения (особенно Ленинградской лесотехнической академии и Архангельского лесотехнического института). На основании результатов этих работ была опубликована сводка данных о физико-механических свойствах древесины лесных пород СССР (С. И. Ванин и др. в 1934 г., Н. Л. Леонтьев в 1940 г., Л. М. Перелыгин в 1942—1946 гг.). Однако работу эту еще нельзя считать законченной, так как по некоторым районам страны и по некоторым породам данных или совсем но имеется, или же они недостаточны и малонадежны. Параллельно с освещением этого основного вопроса научные работы производились и в других областях древесиноведении: изучение анатомического строения (Л. А. Иванов, А. А. Яценко-Хмелевский, С. И. Ванин, В. Е. Вихров и др.) и его влияния на свойства древесины (Л. М. Перелыгин, А. В. Савина и др.), изучение влажности древесины (Н. Н. Чулицкий, С. А. Абраменко и др.), резонансовых свойств (Н. Н. Андреев и др.), усушки (Н. В. Красновский и др.), влагопоглощения (гигроскопичности), водопроницаемости (П. В. Копонеико, Н. Н. Чулицкий, В. А. Баженов), рентгеноскопии древесины. Необходимо также отметить изучение сопротивления древесины вибрационным и долговременным нагрузкам (А. Ю. Педдер, Ф. П. Белянкин и др.), кручению, определение модулей упругости (Н. Л. Леонтьев и др.), коэфициентов поперечных деформаций и предела пластического течения. (Ю. М. Иванов). Производились также весьма важные в практическом отношении работы по изучению влияния на физико-механические свойства древесины лесоводственных факторов — времени рубки (Н А. Мацкевич), окорки на корню (А. X. Певцов и др.), подсочки (Ю. С. Быченко и др.), возраста, способа возобновления (А. Б. Жуков и др.), положения в стволе, освещения, влияния камерной сушки (Н. Н. Чулицкий), сушки в поле высокой частоты (Б. А. Поснов и др.), влияния различных пороков (С. И. Ванин. Л. М. Перелыгин, А. А. Солнцев, А. Т. Вакин и др.), стойкости древесины против гниения (С. И. Ванин, В. В. Миллер и др.). Наряду с изучением свойств натуральной древесины производились исследования древесины с искусственно измененными свойствами (облагороженной). Эти работы были сосредоточены главным образом в ЦИИЛХИ (В. Г. Матвеев. И. Д. Грачев, Л. М. Перелыгин и др.); в Брянске над вопросами прессования и гнутья древесины работал П. М. Хухринский. В настоящее время но вопросам древесиноведения опубликовано больше 350 трудов, из которых св&ие 320 после Великой Октябрьской социалистической революции. Особенно большую роль в распространении и популяризации знаний по древесиноведению сыграло опубликование основных руководств в этой области знаний: «Древесиноведение» (С. И. Ванин и др., 1934 г., I изд., С. И. Ванин, 1940 г., II изд.), «Механические свойства и испытания древесины» (Л. М. Перелыгин и А. X. Певцов, 1934 г.) и «Стандартизация методов физических и механических испытаний древесины» (Л. М. Перелыгин). Таким образом, за сравнительно короткий период древесиноведение превратилось в одну из передовых отраслей советской лесной науки и замяло во многих вопросах ведущее место в науке о древесине. За два последних десятилетия советские древеенноведы создали капитальную методику изучения и определения большинства технически важных показателей физико-механических свойств древесины и при помощи этих методов изучили подавляющее число остро необходимых народному хозяйству древесных пород. В настоящее время передовые советские ученые-дрсвссиноведы работают пал тем, чтобы перейти от изучения отдельных свойств древесины к познанию самой природы ее в биологическом, физическом и химическом Отношениях, от экспериментов над отдельными элементами — к теоретическому объяснению и обобщению, к выяснению физико-химической сущности явлений на основе теории. Проведенное Институтом леса Академии наук СССР (1946 г.) широкое совещание по лесному научно-исследовательскому делу поставило перед советскими древесиноведами весьма важные и ответственные задачи, выполнение которых поднимет нашу науку с* древесине на новую, еще более высокую ступень. Прежде всего должно продолжаться изучение мнкро- и субмикроструктуры древесины в связи с условиями ее образования и влияния на нее различных физических и биологических факторов. Должна быть разработана единая методика изучения и описания физико-механических свойств древесных пород в связи с экономической характеристикой лесов, а также методика определения физических констант древесины, в целях всестороннего познания ее свойств и указания областей применения. Необходимо развернуть глубокую исследовательскую работу по изучению внутренних напряжений в древесине, их распределения, изменения по времени и их влияния на физико-механические и другие свойства древесины и древесных материалов. Перед советскими древесиноведами поставлена задача — создать теорию механической прочности древесины, учитывающую специфические свойства древесины (анизотропию, пластическое течение, коллоидальную природу и т. п.). По разделу изучения частных свойств и особенностей древесины и ее промышленного применения совещание решило сосредоточить внимание ученых-древесиноведов на следующих вопросах: изменение физических свойств древесины и древесных материалов под влиянием различных факторов и характера влияния последних (влаги и тепла, поля высокой частоты); деформации древесины и клееных элементов; упругие свойства и прочность древесины и древесных материалов и их деформация при статических и динамических нагрузках, влияние пороков па прочность древесины в целых сортиментах, деталях, изделиях, в том числе клееных. Перед древесиноведами поставлены также серьезные задачи по разработке, вместес технологами, научно-обоснованных путей расширения сфер промышленного использования древесины и созданию новых материалов с заданными физико-механическими свойствами, в частности новых материалов из цельной древесины, новых слоистых материалов, новых материалов на основе измельченной древесины и т. п., остро необходимых всем отраслям народного хозяйства. Нет сомнения, что советские дрсвесиновсды, пользующиеся, как и все ученые нашей страны, особым вниманием партии, правительства и лично товарища Сталина, своими творческими исканиями раскроют новые возможности применения лесных богатств для дальнейшего процветания нашей страны, уверенно идущей по пути к коммунизму. |
