Физико-механические свойства дуба красного (Quercus rubra L.), произрастающего в условиях Республики Марий Эл
Authors: Краснова В.Ф. , Краснов В.Г. , Шарапов Е.С. , Торопов А.С. 
Published: February 2025

Введение. Процесс деградации дубрав заставляет учёных лесоводов искать перспективные древесные породы для обеспечения потребностей в сырье деревообрабатывающих предприятий. Одной из таких древесных пород является дуб красный (Quercus rubra L.), который устойчив к вредоносным патогенам, сосудистой и некрозно-раковой патологии, к низким температурам, отличается быстротой роста. Для промышленного использования дуба красного необходимо изучить влияние природно-климатических и лесорастительных условий на свойства древесины. Цель исследования – оценить физико-механические свойства древесины дуба красного, произрастающего в условиях Республики Марий Эл. Объекты и методы исследования. Объектом исследования является дуб красный, произрастающий в лесах Ре­спублики Марий Эл. Плотность древесины определялась согласно ГОСТ 16483.1-84, коэффициенты усушки – ГОСТ 16483.37-88, коэффициент разбухания – ГОСТ 16483.35-88, торцовая твёрдость – ГОСТ 16483.17-81, прочность при сжатии вдоль волокон – ГОСТ 16483.10-73. Результаты. Плотность древесины дуба красного в условиях Республики Марий Эл составляет 675,5±3,53 кг/м3, что выше, чем плотность древесины, произрастающей в Чехии (654 кг/м3), но меньше, чем у древесины, произрастающей в Канаде (760 кг/м3) и штате Миссисипи (756 кг/м3). У дуба красного при повышении плотности увеличивается торцовая твёрдость и предел прочности при сжатии вдоль волокон древесины. Торцовая твёрдость древесины дуба красного изменяется в пределах 66,3±0,58 Н/мм2, аналогично дубу черешчатому. Показатель предела прочности при сжатии вдоль волокон древесины дуба красного варьирует от 58,3±0,35 МПа, что соответствует дубу черешчатому. Предел прочности при сжатии (σ12) от плотности древесины (ρ12) описывается уравнением σ12 = 16,295+0,063 ρ12, стандартная ошибка аппроксимации (SEE) составляет 2,86 %, коэффициент детерминации (R2=0,41). Коэффициент усушки древесины дуба красного в тангенциальном направлении меньше, чем у основных древесных пород и составил 0,22 %, коэффициент усушки в радиальном направлении – 0,16 %, а коэффициент объёмной усушки – 0,40 %. Коэффициент разбухания в тангенциальном направлении также меньше, чем у основных древесных пород и составил 0,25 %, коэффициент разбухания в радиальном направлении – 0,16 %, коэффициент объёмного разбухания – 0,45 %. Заключение. Для древесины дуба красного применимы все способы раскроя, так как показатели предела прочности при сжатии вдоль волокон и торцовой твёрдости данной породы не зависят от протяжённости по радиусу ствола и направления сторон света. Древесина дуба красного будет меньше подвержена изменению линейных размеров при изменении влажности по сравнению с дубом черешчатым.

Introduction. Degradation of oak forests makes forestry scientists look for promising tree species to meet the raw material needs faced by woodworking enterprises. One of these species is red oak (Quercus rubra L.) which is resistant to harmful pathogens, vascular and necrotic and cancerous diseases, low temperatures, and characteristically exhibits a high growth rate. For the industrial use of red oak, it is necessary to study the influence of natural, climatic and forest growth conditions on the properties of its wood. The goal of the study is to evaluate the physical and mechanical properties of the wood of red oak growing under the conditions of the Republic of Mari El. Objects and methods. The object of the study is red oak that grows in the forests of the Republic of Mari El. Wood density was determined in compliance with GOST 16483.1-84, the shrinkage coefficients - with GOST 16483.37-88, the swelling coefficient - with GOST 16483.35-88, end hardness - with GOST 16483.17-81, and compressive strength parallel to grain - with GOST 16483.10-73. Results and discussion. The density of red oak wood growing in the Republic of Mari El is 675.5±3.53 kg/m3, which is greater than the wood density of red oak growing in the Czech Republic (654 kg/m3), but less than that of red oak growing in Canada (760 kg/m3) and in the state of Mississippi (756 kg/m3). With an increase in the density of red oak wood, the end hardness of the wood rises within the range of 66.3±0.58 N/mm2, as in the case of English oak. The values of ultimate strength in compression parallel to grain in red oak wood vary within 58.3 ± 0.35 MPa, corresponding with that of English oak. The ultimate strength in compression parallel to grain (σ12) in relation to wood density (ρ12) is described by the equation σ12 = 16.295+0.063 ρ12, where the standard error of estimate (SEE) is 2.86% and the coefficient of determination R2 is 0.41. The coefficient of tangential shrinkage in red oak wood was lower than that of the main tree species and amounted to 0.22%; the radial shrinkage coefficient was 0.16%, and the coefficient of volumetric shrinkage was 0.40%. The coefficient of swelling in the tangential direction was also lower than that of the main tree species and amounted to 0.25%; the coefficient of swelling in the radial direction was 0.16%, and the coefficient of volumetric swelling was 0.45%. Conclusion. For red oak wood, all cutting methods are applicable, since the values of ultimate strength in compression parallel to grain and the values of end hardness of this species do not depend on the length along the radius of the trunk or the cardinal directions. Red oak wood will be less prone to change in linear dimensions with changes in humidity compared to English oak.