Analysis of juvenile wood structure and properties influence upon lumber quality.
Authors: Бахшиева М.А. , Чубинский А.Н. 
Published: September 2020

Проведен анализ строения и свойств ювенильной древесины, ее влияния на физико-механические свойства пиломатериалов, предложен метод ее идентификации. Идентификация ювенильной древесине необходима в производстве конструкционных пиломатериалов, к качеству которых предъявляются особенно высокие требования, и спрос на которые на рынке строительных пиломатериалов не спадает.

Исследование проведено на древесине сосны и ели, произрастающей в Ленинградской области. Методика демаркации зрелой и ювенильной древесины основана на таких показателях, как ширина годичного слоя и содержание поздней древесины в годичных слоях, которые измерены методом компьютерной томографии в ходе эксперимента. Результаты измерения показали, что ширина годичного слоя увеличивается в ювенильной зоне, затем уменьшается и становится стабильной в зрелой зоне. Содержание поздней древесины в годичных слоях увеличивается в ювенильной древесине и стабилизируется в зрелой части ствола дерева.

Для обоснования необходимости исключения ювенильной древесины из пиломатериалов этих пород измерена усушка в радиальном, тангенциальном и продольном направлениях. Результаты показали, что радиальная и тангенциальная усушка в зоне ювенильной древесины меньше, чем в зоне зрелой, она возрастает в направлении от центра к периферии и затем стабилизируется. Продольная усушка выше в зоне ювенильной древесины, уменьшается в направлении к периферии и затем стабилизируется в зоне зрелой древесины. Это объясняет возникновение больших внутренних напряжений в процессе сушки пиломатериалов в зоне перехода от ювенильной к зрелой древесине, которые приводят к короблению и растрескиванию.

Исследование динамики изменения ширины годичного слоя и содержания поздней древесины в годичных слоях в направлении от сердцевины к коре методом компьютерной томографии показало, что они могут служить для идентификации зоны ювенильной древесины.

In the research an analysis of structure and properties of juvenile wood and its influence upon lumber physical-mechanical properties was carried out in order to develop a method of juvenile and mature wood demarcation. Since construction lumber must comply with rigid demands and has a high price on the market, the subject of the research is particularly important for lumber production industry.

The research was carried out on pine and spruce wood harvested in the Leningrad region. For developing of juvenile and mature wood demarcation method such characteristics as annual rings thickness and late wood percentage were measured by means of computed tomography. Results of the measurements revealed that annual rings thickness was increasing in juvenile wood, decreasing toward mature wood and then stabilized. Latewood percentage was rising in juvenile wood, falling down in mature wood and stabilized after all.

To prove the necessity of juvenile wood elimination out of construction lumber, shrinkage along radial, tangential and longitudinal dimensions of the wood was measured. It was figured out that radial and tangential shrinkage of juvenile wood was lower than ones of mature wood. It was becoming bigger from the pith toward mature wood, and after that it stabilized. Contrary, longitudinal shrinkage was decreasing outward juvenile wood and stabilized within mature wood. This proved that during lumber drying internal stresses can take place in transition area, which cause warping and cracks. That is why the juvenile wood must be eliminated in the course of construction lumber production. The results of the research revealed that computed tomography of the two parameters could be used for juvenile wood identification.