Понимание лесоматериалов: производство, виды и отраслевые инсайты

---

Введение

Лесоматериалы — это куски древесины, распиленные вдоль стволов деревьев, имеющие прямоугольное или квадратное поперечное сечение. В отличие от столбов или свай, которые круглые, лесоматериалы формируют для строительного применения.

Раннее документированное использование древесины в строительстве датируется 400 000 годами назад — стоянка у Ниццы, Франция, где ямы от столбов указывают на хижину 20 футов (6 м) в ширину и 50 футов (15 м) в длину. Старейшая сохранённая деревянная конструкция, найденная на северо-западе Германии, около 7300 лет. К 500 г. до н.э. железные топоры, пилы и стамески стали стандартным инструментом, а первая пила на водяном приводе появилась в Северной Европе около 375 г. н.э.

В Северной Америке европейские колонисты встретили огромные леса, и древесина быстро стала основным строительным материалом. Круговая пила, введённая в США в 1814 году, перевернула лесопиление. Якоб Р. Гофман запатентовал крупномасштабную ленточную пилу в 1869 году, которая вытеснила круговую пилу во многих операциях.

Сегодня лесоматериалы имеют стандартизированные размеры и группируются по номинальной толщине: доски (<2 дюйма / 5 см), бары (2–5 дюймов / 5–13 см) и бальки (≥5 дюймов / 12,5 см). Номинальные ширины 2–16 дюймов (5–40 см) с шагом 1 дюйм. Необделенная древесина сушат и обделывают, получая реальные размеры чуть меньше номинальных; например, «два на четыре» обычно измеряет 1,5 × 3,5 дюйма (3,8 × 8,9 см).

Когда лесоматериалы не только обделывают, но и профилируют в конкретные поперечные сечения — декоративные молдинги, шпоночно-пазовые напольные доски, настилают обрешётку — их классифицируют как обделанные лесоматериалы или профилированные лесоматериалы.

Современная древесная промышленность — многомиллиардное глобальное предприятие, производящее строительную древесину, фанеру, древесноволокнистые плиты, бумагу, картон, теребинту, колофонию, текстиль и множество промышленных химикатов.

Сырьё

Бревна для лесоматериалов поступают из двух больших семейств: лиственных и хвойных. Хотя лиственные часто имеют листья, а хвойные — иголки, различие лежит в ботанической классификации, а не в твёрдости. Лиственные — дуб, клён, орех, вишня, берёза и невероятно лёгкий бальза — сбрасывают листья зимой. Хвойные — сосна, пихта, ель, кедр, секвойя — сохраняют иголки круглогодично.

Лиственные, обычно дороже, предпочитают для паркета, мебели, панели, дверей, молдингов и мебели. Доступны в длинах 4–16 футов (1,2–4,8 м). Хвойные, ценятся для несущих конструкций: стойки, балки, брусья, стропила, бревна, столбы, настила, обшивка, подпола, опалубки — длиной 4–24 фута (1,2–7,3 м).

И лиственные, и хвойные лесоматериалы сортируют по частоте и тяжести дефектов — сучки, дыры, смоляные карманы, трещины, скосы. Высшие сорта (селект, первый, второй) имеют мало дефектов и идут на отделочные работы, низшие (#1 common, #2 common и т.д.) — на скрытое строительство. Хвойные также используют ярлыки вроде «селект мерчантейбл» или «констракшн». Специальная сортировка существует для нестроительных целей — ящики, лестницы.

Производственный процесс

В США большинство лесных деревьев растут в управляемых лесах, принадлежащих или арендованных лесопромышленными компаниями. По достижении зрелости деревья срубают, доставляют на лесопилку и перерабатывают в лесоматериалы.

Срубка (Felling)

• 1. Деревья осматривают, маркируют и срубают. Дороги строят или улучшают при необходимости, с гравием и водосточными трубами для влажных условий.
• 2. Бензопилы делают два надреза у основания для направления падения. Срезают ветви, бревна пилят на транспортные длины.
• 3. В зависимости от рельефа, тракторы или самоходные ярдеры ввозят бревна на сkladку. Ярдеры могут поднимать бревна до 110 футов (33,5 м) телескопической гидротурбинной башней.
• 4. Грузовики везут бревна на пилу, где мобильные разгрузчики укладывают их на бревенчатые складки. Складки периодически увлажняют для предотвращения усушки.

Об кора и кросс-распил (Debarking and Bucking)

• 5. Бревна перемещают шинными погрузчиками на цепной конвейер. ОбKORу удаляют шлифовальными кругами или водой под высоким давлением; кору используют на топливо или мульчу.
• 6. На конвейере большой круглый пила — кросс-пила — распиливает бревна на заданные длины.

Распил крупных бревен на гейт-риге (Headrig Sawing Large Logs)

• 7. Бревна диаметром более 2–3 футов (0,6–0,9 м) зажимают на подвижной тележке, скользящей по рельсам и способной вращать бревно. Оптические сенсоры сканируют размеры и дефекты; компьютер предлагает раскроевой схему, максимизирующую полезный выход.
• 8. Пила-гейтовик в кабине оценивает схему и делает распилы с опытным суждением. Первый срез снимает борт — часто идут в целлюлозу.
• 9. Тележку перепозиционируют, бревно продвигают или поворачивают для следующих распилов. Тонкие доски берут из внешних слоёв, более толстые бары следуют, оставляя сердцевину для крупных балок.

Ленточный распил мелких бревен (Bandsawing Small Logs)

• 10. Бревна меньшего диаметра подают через многоразовые ленточные пилы, производящие секции толщиной 1 дюйм (2,5 см), 2 дюйма (5 см) или 4 дюйма (10 см) за один проход.

Перераспил (Resawing)

• 11. Крупные гейт-распилы (канты) укладывают плоско и прогоняют через многоразовые ленточные пилы для подрезки ширины и выпрямления кромок. Мелкие куски могут уйти на щековую машину для уточнения кромок.

Сушка или высушка (Drying or Seasoning)

• 12. Лесоматериалы перемещают в зоны сушки. Балки из-за размера обычно продают сырыми. Остальное может быть атмосферно сушено (~20 % влаги) или камерно сушено (110–180 °F / 44–82 °C) до <15 % влаги, идеально для внутренней отделки, требующей минимальной усушки.

Гобель (Planing)

• 13. Сушеные лесоматериалы проходят через гобели, где вращающиеся резающие головки подрезают до финальных размеров, шлифуют все четыре поверхности и скругляют кромки.

Маркировка сорта и упряжка (Grade Stamping and Banding)

• 14. Каждый кусок инспектируют, сортируют и штампуют сорт, влажность и ID пилы. Пакеты сортируют по породе,орту, влаге, затем стягивают стальными лентами для отгрузки на лесные склады.

Контроль качества

Идеальная древесина редка; дефекты неизбежны даже при тщательном распиле. Распределение и тяжесть дефектов определяют сорт, направляя покупателей к выбору древесины, соответствующей производительности и эстетике их применения.

Будущее

По мере истощения старовозрастных деревьев лесопромышленность всё больше опирается на более молодые, мелкие деревья. Эти новые экземпляры содержат больше ювенильного древесины, которая менее размерно-стабильна. Для решения этой проблемы производители реконструируют древесину: режут фанеру, пропитывают передовыми смолами и собирают обратно в инженеринговые продукты.

Parallel Strand Lumber (PSL) примечает этот тренд. Начиная с тонких фанер, волоконно-оптический сканер удаляет дефекты, затем полоски сушат до ширины 0,5 дюйма (1,3 см). Их склеивают фенольной смолой, стопку в балки 12 × 17 дюймов (30 × 43 см) и отверждают 400 000 Вт микроволновой энергией. Полученные балки, распиленные до 60 футов (18,3 м), дальше подгоняют, шлифуют и получают древесину, превосходящую натуральную по прочности и стабильности, оставаясь эстетично привлекательной для открытых применений.