Древесина. Макроструктура древесины

1.

Древесина

2.

• Древесина представляет собой ткань
высших растений.
• Она состоит из высокомолекулярных и
низкомолекулярных углеводородов –
целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина, а
также кислот, смол, эфирных масел, жиров,
стеаринов и минеральных веществ.

3.

Полное представление о структуре
Макроструктура • древесины
дают три разреза ствола.
древесины
ПОПЕРЕЧНЫМ называется разрез,
который проходит поперек ствола дерева.
РАДИАЛЬНЫМ называется продольный
разрез, в результате которого, плоскость
разреза проходит через сердцевину ствола.
ТАНГЕНЦИАЛЬНЫМ называется
продольный разрез, при котором
плоскость разреза проходит на расстоянии
от сердцевины, по касательной к
годичному слою ствола.
• Разрезы ствола:
• 1- поперечный
(торцовой):
• 2- радиальный;
• 3-тангенциальный.

4.

Макроструктура древесины
• КОРА (1) – внешний слой, защищающий
дерево от механических воздействий.
• ЛУБ (2) - внутренний слой коры,
прилегающий к камбию.
• КАМБИЙ (КАМБИАЛЬНОЕ КОЛЬЦО (3)) ткань, при помощи которой в стеблях и
корнях образуются вторичные
проводящие ткани.
• Это тонкий слой живых клеток, видимый только под микроскопом. Слой
камбия откладывает в сторону коры клетки луба, а к центру - клетки
древесины.
• СЕРДЦЕВИНА (4) - узкая центральная часть ствола, состоящая из рыхлой
(мягкой) ткани, характеризующаяся бурым или более светлым, чем у
окружающей древесины, цветом.

5.

Макроструктура древесины
• ЯДРО (5) - внутренняя часть древесины в
дереве, которая не содержит живых
клеток. Обычно темнее заболони, не
всегда точно с ней различима.
• ЗАБОЛОНЬ (6) - соседствующие с
камбием свежие наружные слои
древесины. Имеет более светлую, чем
ядро, окраску.
• ГОДИЧНЫЙ СЛОЙ (ГОДИЧНОЕ КОЛЬЦО(7)) - слой древесины,
образовавшийся за один годичный сезон роста. Ширина годичного кольца
зависит от породы и условий произрастания.
• СЕРДЦЕВИННЫЙ ЛУЧ (8) - лентоподобное образование из клеток,
направленное радиально по отношению к слоям роста.
• ДРЕВЕСИНА - это ткань высших растений, служащая для проведения воды и
растворов минеральных солей от корней к листьям и другим органам дерева.
• В древесину входят ядро и заболонь.

6.

Виды пород по составу древесины
• Породы, у которых ядро отличается от
заболони более темной окраской и
меньшей влажностью, относят к
ядровым (сосна, лиственница, дуб, кедр
и др.).
• У спело-древесных пород (ель, пихта,
бук, липа и др.) центральная часть
ствола отличается от заболони только
меньшей влажностью, а по внешнему
виду не отличается от остальной
древесины.
• У заболонных пород (береза, клен,
ольха, осина и др.) значительного
различия между центральной и
наружной частями ствола заметить
невозможно, т.е. ядро отсутствует.

7.

Прирост древесины
• РАННЯЯ ДРЕВЕСИНА - часть годичного кольца,
которая формируется в ранней стадии периода
роста - весной. Это внутренний слой годичного
кольца. Он менее плотный и более светлый, чем
поздняя древесина.
• ПОЗДНЯЯ ДРЕВЕСИНА - часть годичного кольца
роста, которая формируется в поздней стадии
периода роста – поздним летом. Плотнее и темнее,
чем ранняя древесина. Расположена ближе к коре.
• Плотность древесины зависит от относительного
содержания в ней поздней древесины.

8.

Микроструктура древесины 35-45%

9.

Микроструктура древесины
• 20-30% лигнин (полисахарид)
• 20% гемицеллюлоза

10.

Пороки древесины. Пороки формы
ствола

11.

12.

Пороки строения: сучкИ
А. Сросшийся
здоровый
Б. Выпадающий
В. Сшивной
Г.Разветвленный

13.

Пороки древесины: трещины
А.Б. Метик
простой и
сложный
В. Отлуп
Г.
Морозобоина
Д. Трещина
усушки

14.

Пороки: грибные поражения и окраски

15.

Пороки: повреждения насекомыми

16.

Пороки: покоробленности
• Покоробленность: а— поперечная; б - продольная
по пласти; в - продольная по кромке; г –
крыловатость бревен вследствие остаточных
внутренних напряжений роста.

17.

Основные свойства.1. Влажность и
гигроскопичность
Виды влажности древесины:
1. Мокрая до 100%
2. Свежесрубленная до 35%
3. Воздушно-сухая 15-20%
12% стандартная влажность
4. Комнатно-сухая 8-12%
5. Абсолютно-сухая (высушенная до постоянной массы
при Т=103±2◦C
При длительном нахождении на воздухе
приобретаемая влажность называется
равновесной

18.

Вода в состояниях:
1. Свободная (капиллярная) – в клетках и
межклеточном пространстве
2. Связанная (гигроскопическая) – в стенках
клеток и сосудов
Гигроскопи́чность (от др.греч. ὑγρός «влажный»
+ σκοπέω «наблюдаю») — способность
некоторых веществ поглощать водяные
пары из воздуха.

19.

Усушка и разбухание
• изменение объема древесины вследствие
уменьшения и увеличения влажности
• Зависит от направления волокон
древесины
- Линейная (вдоль волокон) – 0,1%
- Радиальная (поперек волокон) – 3-6%
- Тангентальная 7-12%

20.

Диаграмма зависимости влажности
древесины от температуры

21.

Свойства: 2. Плотность
• Истинная 1,54г/см3
• Средняя плотность зависит от условий
роста
• Сравнивают древесину при влажности 12%
• Сухая древесина легче воды

22.

Свойства: 3. Пористость
• 50-70%
Свойства: 4. Теплопроводность
• Для сосны вдоль волокон 0,35 Вт/м*К
• Поперек волокон 0,17 Вт/м*К
Свойства: 5. Химическая стойкость
При длительном воздействии кислот и
щелочей разрушается. В Слабощелочных
растворах сохраняет свойства. В пресной
воде служит дольше, чем в морской

23.

Свойства: 6. Прочность
• Анизотропи́я — различие свойств среды
(например, физических: упругости,
электропроводности, теплопроводности,
показателя преломления, скорости звука или
света и др.) в различных направлениях внутри
этой среды
• Прочность древесины зависит от направления
волокон относительно приложения силы,
влажности, плотности (пористости), пороков

24.

6.1 Прочность вдоль волокон = 40-60Мпа (как
бетон)
6.2 Прочность при сжатии поперек волокон 618Мпа
6.3 Прочность при растяжении вдоль волокон
100-120МПа
6.4 Прочность на изгиб 60-110МПа (как Ме)
6.5 Прочность при скалывании (вдоль
волокон, рубить дрова) и перерезании
(поперек волокон, распиливать бревно на
части). На перерезание требуется в 3-4 раза
больше силы

25.

26.

6.5. Прочность зависит от влажности
При длительном воздействии силы
прочность уменьшается до 40%. Возникает
усталость древесины

27.

Основные породы в строительстве
• Хвойные: сосна, лиственница, ель, кедр,
пихта
• Лиственные: дуб, ясень, бук, береза, осина

28.

Лесоматериалы и изделия из
древесины
1. Лесоматериалы
1.1. круглые (очищенные от сучьев отрезки
древесных стволов)
-бревна (d≥14см, длина 4-6,5м)
-подтоварник (d=8-14см, длина 3-9м)
-жерди (d=3-8см, длина 3-9м)

29.

1.2. Пиломатериалы (продольная
распиловка бревен)
- Пластины (половина бревна)
- Четвертины (четверть бревна)
- Горбыль (срезанная во всю длину ствола часть
бревна, с одной стороны плоская с поверхностью
распила)
- Доски (срезанные вдоль части ствола). Бывают
обрезные и необрезные. Длина, ширина, толщина
маркируются. Макс длина 6,5м
- Брус (квадратное или прямоугольное сечение
a*b≤2) длина 4-6,5м
-Бруски толщина менее 100мм

30.

31.

2. Изделия из древесины
2.1 Погонажные
• Доски для полов,
• Вагонка,
• Плинтус,
• наличники

32.

2.2. Изделия для паркетных полов:
доска, щит, штучный, наборный

33.

2.3. Фанера
• Многослойный листовой материал,
состоящий из склеенных между собой 3 и
более листов шпона (срез тонкого слоя со
ствола дерева в виде непрерывной
широкой ленты)
• Листы располагаются перпендикулярно
друг другу

34.

35.

Виды фанеры в зависимости от клея
• Повышенной водостойкости (фенолформальдегидный клей)
• Водостойкая (карбамидный)
• Неводостойкая (альбуминный, казеиновый)
Толщина 3-19мм, размеры от 725 до 2240мм.
Изготавливают двери; обшивка потолков, стен,
полов; перегородки; сплошная обрешетка (для
крепления штучных кровельных материалов);
опалубку. Изготавливают декоративную
фанеру.

36.

2.4. Столярные изделия. Оконные и дверные
блоки
2.5. Конструкции изготавливают из лесо- и
пиломатериала. Клееные конструкции.
Стены домов, стропила, балки, колонны,
опоры, столбы и др.

37.

3. Материалы из отходов
• Фибролит и арболит (материал на основе
цементного вяжущего и щепы)
• Древесно-волокнистые плиты (ДВП).
Изготавливают: распушка горячей водой древесного
волокна из отходов, выливают на сетку для
фильтрации воды, «ковер» из волокон сушат или
прессуют на горячем прессе
• Древесно-стружечная плита (ДСП). Изготавливают
горячим прессованием древесной стружки со
связующим веществом (Фенол-формальдегид) и
добавками

38.

1. ДСП, 2. ДВП, 3. Фанера

39.

Защита от гниения
1. Сухой режим эксплуатации
2. Антисептирование (деготь, соли
фтористоводородной и кремнефтористой
кислот, хлорид цинка). Нет запаха,
безопасно для человека

40.

Защита от возгорания (Т=260-290◦C)
1. Конструктивная защита (облицовка
негорючими материалами)
2. Огнезащитные покрытия. Обмазки (известь,
гипс, глина+слюда, асбест,+антипиррены)
3. Огнезащитные пропитки (растворы солей
галогенов, фосфат и сульфат аммония, бура,
поташ, борная кислота). При нагреве
разлагаются с выделением СО2, NH3 и др
(они не горят), плавятся с образованием
стеклообразной пленки, вспучиваются и
обугливаются, образуя теплоизоляцию

41.

Пропитка
• Поверхностная (покрытие кистью или
распылителем на готовой конструкции)
• Глубокая
-метод горяче-холодных ванн
-автоклавно-диффузный метод (автоклав с
давлением, подают пропиточный состав и в
виде пара впитывается)