Структура древесины: характеристики, химический состав. Фотографии с описанием микроструктуры и макроструктуры древесины.

Структура древесины — это основные срезы ствола: корень, кора и крона. Физико-механические свойства и микроструктура древесины

Десять лет назад в Канаде были обнаружены останки дерева, росшего почти 400 миллионов лет назад. На протяжении тысячелетий древесина используется в качестве топлива, материала для строительства, изготовления мебели, из нее создают бумагу, шедевры искусства.

Содержание.

Понятие древесины

Древесина — это твердая ткань деревьев или кустарников без коры. Основную массу дает ствол. Древесина состоит из слоев, расположенных от сердцевины до коры. Они представляют собой сложные ткани, в которых влага поступает в контейнер, с микроэлементами от корня до кроны.

По мере роста дерева его сердцевина постепенно отмирает. Емкости, через которые она проходит, также постепенно засоряются.

В зависимости от расположения больших контейнеров, древесина делится на

• Кольцо — сосудистое — ILM, акация, дуб — самый большой контейнер находится в центре. В кольчуге древесина тяжелее и прочнее.
• Рассеянные сосуды — березовые, березовые, рябиновые сосуды распределены почти равномерно.

В большинстве посаженных лесов хорошо видны SO, называемые кольцами роста (годичными или годичными), и сердцевинные (радиальные) лучи. В пределах годичного кольца ранняя зона формируется весной, а поздняя — летом. Вода, содержащая питательные вещества и субстанции, движется по стержневым лучам.

Состав и структура древесины изучается по срезам и бывает трех видов

• Поперечный (краевой) — производится.
• Радиальный — производится непосредственно вдоль сердечника.
• Тангенциальный — параллельный росту, не касаясь сердечника.

Ствол дерева: его строение

Ствол состоит из следующих элементов

1. Кора — это внешний слой.
2. LUB — под корой (ниже пробкового слоя), покрывает кость дерева.
3. Камбий — это клеточно-активный слой, в котором деление клеток происходит весной и летом. С середины зимы деление прекращается до следующей весны. Процесс хорошо виден на поперечных срезах. Таким образом, появляется годовое кольцо.
4. Охлаждение — дополнительно полезные вещества и влага поднимаются вверх от корней к кроне.
5. Сердцевина — зрелая древесина. Никаких ядерно-физиологических процессов не происходит. Слои считаются «мертвыми». Ядра хвойных пород содержат много смолы. Цвет темнее, чем у заболони.
6. Ядро относительно мягкое и рыхлое, находится под защитой твердого слоя.

Ствол молодых деревьев состоит из мягкого, пропитанного водой слоя — водоупора. Постепенно часть заболони отмирает, и образуется ядро.

Разновидности деревьев с ядрами называются нуклеусами (почти все хвойные породы, некоторые лиственные). Разновидности деревьев, сердцевина которых отмирает, но не меняет свой цвет, называются спелами (осина, ель).

У третьей группы деревьев сердцевина никогда не отмирает и называется «режущей» или «бескаркасной» (береза, груша). Некоторые лиственные деревья (береза, ольха) имеют ложные сердцевины. Он отличается от нынешнего тем, что может пересекать контур годового кольца.

Свойства древесины

Основные свойства делятся на

Механические

1. Прочность — устойчивость к разрушающим механическим усилиям. Прочность уменьшается в восемь раз при боковом воздействии.
2. Упругость — это способность сопротивляться изменениям объема и формы под воздействием механических усилий. Она зависит от однородности слоев и размера радиальных лучей. На эластичность влияет влажность.
3. Видимость — способность сгибаться без разрушения. Увеличивается с повышением влажности.
4. Степень устойчивости к деформации.

Физические

1. Внешние (например, окраска, текстура, запах).
2. Гигроскопичность — способность отдавать и поглощать влагу.
3. Плотность. Зависит от влажности. Оптимальный уровень влажности ниже 15%. Высокая плотность обеспечивает хорошую прочность.
4. Твердость — способность древесины противостоять воздействию твердых частиц (шурупов, гвоздей), рассчитывается по методу Бринелля или Янки. Плотность и направление волокон в зоне воздействия влияют на твердость. Существует пять типов твердости: очень мягкая (FIR), мягкая (береза, липа), средней твердости (вяз, орех), твердая (ясень, яблоня, вишня) и очень твердая (пакля, мутация, тис). Твердость лиственницы сравнивают с камнем.
5. Теплопроводность.
6. Звуковая электропроводность.
7. Электропроводность.

Химические вещества: устойчивость к кислотам и щелочам, газам. Твердые породы древесины содержат меньше целлюлозы, чем мягкие породы. Этим объясняется пониженная химическая стойкость.

Технологические

1. Способность удерживать металлический крепеж (гвозди, шурупы).
2. Стойкость к истиранию (способность не крошиться при трении). Чем суше, тверже и плотнее древесина, тем выше устойчивость к истиранию.
3. Пластмассы.
4. Сопротивление раскалыванию (фибрилляция при ударе клином). Увеличивается с увеличением вязкости.

Древесина как стройматериал

Преимущества древесины как строительного материала :

1. Прочность при относительно низкой плотности.
2. Хорошие изоляционные свойства (низкая теплопроводность).
3. Удельная прочность близка к стали, выше, чем у кирпича или бетона.
4. Жесткость близка к жесткости незакаленной стали.
5. Нечувствителен к линейному расширению.
6. Долговечность.
7. Восприимчивость к механическим вибрациям.
8. Хорошая проводимость радиоволн.

Серьезным недостатком является неоднородность древесины, приводящая к расширению, деформации и усыханию.

Существующие методы защиты древесины гарантируют долговечность. Технология изготовления клееного бруса почти полностью устраняет этот недостаток.

Пороки древесины

К дефектам древесины относятся

1. Наличие узлов.
2. Естественные и приобретенные трещины.
3. Кривизна стебля.
4. Неравномерное расположение волокон, изменение формы годовых колец.
5. Грибковые поражения (грибковое окрашивание и разрушение).
6. Наличие биологических повреждений (червоточины).

Химический состав древесины

По химическому составу древесина всех деревьев практически одинакова.

Он состоит из следующих трех элементов

1. 50% углерода.
2. Кислород 44%.
3. Водород 6%.

Вещество состоит из этих элементов. Древесина на 1% состоит из неорганических химических веществ (зола от сгорания) и на 99% — из органических.

Органика состоит из

• Смолы, эфирные масла и другие экстрактивные вещества. На их долю приходится около 5%.
• Ароматические вещества — лигнин. До 30%.
• Голоцеллюлоза (углеводы). 70-80%.

Полая целлюлоза, с другой стороны, состоит из целлюлозы (40-50%) и гемицеллюлозы (20-30%).