Учебное пособие "Древесные материалы"




НазваниеУчебное пособие "Древесные материалы"
страница1/6
Дата публикации11.06.2014
Размер0.85 Mb.
ТипУчебное пособие
literature-edu.ru > Военное дело > Учебное пособие
  1   2   3   4   5   6
МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Нижегородский государственный педагогический университет

имени Козьмы Минина»

ДРЕВЕСИНА

Нижний Новгород

2014

Печатается по решению редакционно-издательского совета НГПУ
Учебное пособие "Древесные материалы", Н.Новгород: НГПУ, 2014, 80с.
В данной работе даются теоретические основы для изучения древесных материалов а также методические указания к выполнению практических заданий по курсу "Технология конструкционных материалов", раздел "Неметаллические материалы" для студентов дневного и заочного отделения факультета Управления и социально технических сервисов, направления 050100.62, профиля подготовки «Технология и экономика»

В результате выполнения работы студенты должны изучить макроскопическое строение древесины, классификацию древесных пород, научиться определять породы древесины по наиболее характерным макроскопическим признакам, свойства древесины, виды лесоматериалов, пиломатериалов, плитно-листовых материалов, пороков древесины.

Составители: Т.А.Горшкова; С.М.Шевченко, Г.В.Пачурин

Отв. за выпуск: А.А.Толстенёва


1.Строение древесины

Древесина является важным конструкционным материалом и ценным промышленным сырьём. Потребление древесины практически во всех отраслях промышленности объясняется её свойствами и доступностью использования. Благодаря химическому составу, древесина применяется в качестве сырья для целлюлозно-бумажной, лёгкой, химической промышленности. Древесину используют для строительства, железнодорожного транспорта, энергетики. Декоративные достоинства древесины особенно ценятся в мебельной промышленности и столярном деле.

Древесина - природный материал растительного происхождения, состоящий из элементарных клеток, разнообразных по форме и размеру, прочно связанных между собой и имеющая слоисто-волокнистое строение.

Клетки - главный элемент структуры древесины. Средняя длина клетки составляет 2 -4 мм, а ширина около 20-40 мкм. Стенки клетки представляет собой сложный композиционный материал, в составе которого находится кристаллическая целлюлоза (О6Н10О5- полимер со степенью полимеризации 104). Микроволокна целлюлозы составляют основу лигнина и гемицеллюлозы, которая является полимером такого же состава, что и целлюлоза, но с частично кристаллической структурой и меньшей степенью кристаллизации, в то время как лигнин является некристаллическим полимером. Таким образом, примерный состав древесины такой 45%- целлюлоза, около 30% лигнин и гемицеллюлоза, остальное- вода, низкомолекулярные углеводы, смолы, дубильные вещества, минеральные соли.

Химический состав древесины состоит из углерода -50%, кислорода – 43%, водорода – 6,5 % и азота – 0,15% (указывается доля элементов в сухой древесине).

Микроструктура древесины представляет собой прочно связанные длинные, плотные трубчатые клетки, наполненные водой или растительным соком. Целлюлоза и гемицеллюлоза образуют каркасное вещество клеточных стенок, которые насыщены лигнином.

В растущем дереве можно условно выделить три части: корни, ствол, крону.

Корни - сложная многофункциональная система, обеспечивающая питание растущего дерева и удерживающая его в вертикальном положении.

Крона- совокупность вершины ствола, сучьев, ветвей и листвы или хвои.

Ствол - основная часть дерева, которая используется как конструкционный материал. Условно ствол делят на тонкую вершинную и толстую нижнюю, которая и является конструкционным материалом.

Знание особенностей строения древесины позволяет существенно снизить природные недостатки её как конструкционного материала. Так как древесина является волокнистым материалом, то изучение её строения и свойств проводят по трём разрезам: торцевому или поперечному(плоскость разреза перпендикулярна оси ствола); радиальному(разрез плоскостью, проходящей вдоль оси ствола через середину); тангенциальном или тангентальном (разрез плоскостью, проходящей вдоль оси ствола на некотором расстоянии от сердцевины).(рисунок 1)

основные разрезы ствола

Рисунок 1 Главные разрезы ствола

Макроскопические признаки древесины

Строение древесины, наблюдаемое на главных разрезах ствола невооруженным глазом, называется макроскопическим.

На поперечном и радиальном разрезах можно наблюдать основные анатомические структуры дерева: сердцевину, древесину с ее годичными слоями, луб, камбий и кору (рисунок 2).

Сердцевина на поперечном срезе имеет вид темного пятнышка диаметром 2-5 мм. Она состоит из мягких, рыхлых тканей и быстро загнивает. На радиальном срезе сердцевина имеет вид прямой или извилистой узкой полосы.

Кора покрывает дерево и состоит из внешнего пробкового слоя - корки и внутреннего слоя - луба, вид и цвет коры зависит от возраста и породы дерева. Кора может быть гладкой (пихта), чешуйчатой (сосна), волокнистой (можжевельник). Цвет коры имеет множество оттенков, например, белая у березы, темно-серая у дуба, темно-бурая у ели. В зависимости от породы, возраста дерева и условий произрастания у наших лесных пород кора составляет от 6 до 25% объема ствола.
поперечный разрез ствола и его составные части
Рисунок 2 Поперечный разрез ствола

Центральная часть (древесина) — это основная по массе часть ствола, имеющая основное промышленное значение. Центральная часть ствола- это совокупность проводящих, механических и запасающих тканей, расположенных в стволах, ветвях и корнях древесных растений между корой и сердцевиной.

Камбий - очень тонкий, невидимый невооруженным глазом слой, расположенный между корой и древесиной. Камбий состоит из живых клеток. Из камбиальных клеток образуются клетки древесины и коры, причем в сторону древесины клетки откладываются в 5-6 раз чаще, чем в сторону коры. Камбий- образовательная ткань, от которой зависит утолщение ствола.

Луб-слой, расположенный между корой и камбием. В растущем дереве проводит питательные вещества от кроны вниз ствола.

На поперечном разрезе ствола деревьев заметны концентрически расположенные слои, окружающие сердцевину. Каждое такое кольцо представляет собой ежегодный прирост древесины, вследствие чего оно называется годичным слоем. Эти слои заметны у многих пород, но особенно хорошо у хвойных. На радиальном разрезе слои имеют вид продольных параллельных полос, а на тангенциальном- извилистых линий.(рисунок 3)

http://www.drevesinas.ru/images/stories/woodproperty-4.jpg

Рисунок 3 Вид годичных слоев на главных разрезах древесины (поперечном, тангенциальном, радиальном)

Строение ствола можно представить в виде ряда извилистых линий конусообразной формы с общим стержнем- сердцевиной (рисунок 4). Число годичных слоев на поперечном разрезе уменьшается по мере поднятия вверх по стволу, т.к. рост дерева осуществляется не только в ширину, но и в высоту. По числу годовых слоёв можно узнать возраст той части ствола, где был произведён разрез. В редких случаях бывает, что за год образуется два слоя, или слоя не образуется вовсе. Такие аномалии могут происходить вследствие различных погодных явлений (весенние заморозки, частые смены сухих и влажных периодов). В таких случаях может быть удвоение годичного слоя. Если же к растущему дереву подводится недостаточное количество питания, то, скорее всего, в нижней части ствола нового годичного слоя не образуется.

Годовой слой состоит из двух зон (рисунок 3). Внутренняя зона, обращённая к сердцевине, более светло окрашенная и мягкая называется ранней древесиной. Она образуется в первой половине вегетационного периода – весной. Наружная зона, обращенная к коре, имеет более тёмный цвет, большую твердость и называется поздней древесиной. Различие между ранней и поздней древесиной сильно выражено у хвойных пород и в меньшей степени у лиственных. Годичные слои , как правило, хорошо видны в хвойных породах и слабо заметны в лиственных. По ранней древесине происходит передвижение воды вверх по стволу от корней к кроне, а поздняя древесина выполняет преимущественно механические функции.

http://www.drevesinas.ru/images/stories/woodproperty-5.jpg

Рисунок 4 Вид годичных слоёв в стволе

Древесина лесных пород окрашена обычно в светлый цвет. При этом у одних пород вся масса древесины окрашена в один цвет (ольха, береза), а у других центральная часть имеет более темную окраску (дуб, лиственница, сосна). Темноокрашенная часть ствола называется ядром, а светлая периферийная заболонью (рисунок 2). Ядро древесины состоит из мертвых, я заболонь - из живых клеток.

В том случае, когда центральная часть ствола отличается меньшим содержанием влаги, а по цвету не отличается от периферийной, ее называют спелой древесиной, а породы - спелодревесными.

Породы, имеющие ядро, называют ядровыми. Остальные породы, у которых нет различия между центральной и периферийной частью ствола ни по цвету, ни по содержанию воды, называют заболонными.

К ядровым относятся такие породы как: сосна, лиственница, кедр, тис, можжевельник (хвойные), а также дуб, ясень, тополь (лиственные).

Спелодревесными породами являются: из хвойных - ель и пихта, из лиственных - бук и осина. К заболонным породам относятся лиственные: береза, клен, ольха, липа, груша.

Однако у некоторых безъядровых пород (береза, бук, осина, ель, клен) наблюдается потемнение центральной части ствола. В этом случае темная центральная зона называется ложным ядром.

На поперечном разрезе некоторых пород хорошо видны невооруженным глазом светлые, часто блестящие, направленные от сердцевины к коре линии - сердцевинные лучи (рисунок 5). Сердцевинные лучи имеются у всех пород, но видны лишь у некоторых. Первичные сердцевинные лучи начинаются у самой сердцевины, а вторичные — на разном расстоянии от нее, но раз возникнув, каждый луч обязательно доходит до коры и продолжается в ней. Ширина сердцевинных лучей , измеряемая на поперечном разрезе ствола приблизительно 0,005-1 мм По ширине сердцевинные лучи могут быть:

  1. очень узкие, не видимые невооруженным глазом (осина, тополь, ива, груша, рябина и все хвойные);

  2. узкие, трудноразличимые (вяз, ильм, карагач, липа, кизил)

  3. широкие, хорошо видимые невооруженным глазом (дуб, бук, платан);

  4. ложноширокие, состоящие из пучка сближенных узких лучей (граб, ольха, лещина).


http://www.drevesinas.ru/images/stories/woodproperty-10.jpg

Рисунок 5 Вид сердцевинных лучей на главных разрезах

Очень узкие лучи некоторых пород иногда лучше заметны на радиальном разрезе. Именно на радиальном разрезе можно увидеть сердцевинные лучи ясеня, берёзы, осины, тополя, сосны, ели, лиственницы и др.

У некоторых пород лучи расширяются при пересечении границ годичных слоёв (например, бук).

На радиальном разрезе сердцевинные лучи могут быть в виде поперечных блестящих разных по длине и ширине полос или пятен, окрашенных темнее или светлее окружающей древесины. На тангенциальном разрезе древесины сердцевинные лучи имеют чечевицеобразную или веретенообразную форму. Как правило, сердцевинные лучи располагаются по спирали вдоль оси ствола, хотя у некоторых пород они образуют горизонтальные ряды или ярусы, которые отчётливо заметны на тангенциальном разрезе ,например у хурмы.

Основная функция сердцевинных лучей – проведение воды и питательных веществ в горизонтальном направлении и хранение питательных веществ зимой. Плотность сердцевинных лучей велика, на 1см2 поверхности тангенциального разреза может приходиться 3000-15000 лучей, в зависимости от породы. Наибольшее их количество находится в нижней части ствола, выше- их количество уменьшается, далее к кроне снова возрастает. Объём сердцевинных лучей зависит от породы и условий произрастания.

На продольных разрезах древесины некоторых лиственных пород видны бурые или коричневые черточки, полосы, пятна, расположенные у границ годичных слоёв. Эти включения называются сердцевинными повторениями или сердцевинными прожилками, т. к. по цвету и строению напоминают сердцевину. Они возникают в результате зарастания ходов насекомых и встречаются в основном в нижней части ствола деревьев лиственных пород (берёзы, ольхи, клёна, рябины, груши), у хвойных пород – реже (иногда у пихты).

Перечисленные выше макроскопические свойства относятся как к лиственным, так и к хвойным породам одновременно, но существуют такие признаки, которые присущи только либо лиственным, либо хвойным породам.

На поперечном (торцовом) разрезе лиственных пород видны отверстия, представляющие сечения сосудов — трубок, каналов разной величины, предназначенные для проведения воды (рисунок 6). Сосуды делятся на крупные, которые хорошо заметные невооружённым глазом, и мелкие, практически неразличимые невооруженным глазом. В некоторых породах мелкие сосуды расположены компактно и образуют группы, которые можно различить без микроскопа. Крупные сосуды могут быть сосредоточены в ранней зоне, образуя на поперечном срезе пористое кольцо или расположены равномерно по всему годичному слою , что встречается гораздо реже (например, у грецкого ореха)

Породы, в которых крупные сосуды на поперечном разрезе образуют в ранней древесине годичных слоев сплошное кольцо, называют кольцесосудистыми.У этих пород, как правило, группы мелких сосудов образуют рисунки в поздней зоне древесины. К кольцесосудистым породам относятся дуб, ясень, вяз, каштан, ильм, карагач, бархатное дерево и другие. Для этих пород характерна резкая разница между ранней и поздней древесиной, что делает хорошо заметными годичные слои.

По группировке мелких сосудов в поздней древесине кольцесосудистые породы можно поделить на группы:

1.породы с радиальной группировкой мелких сосудов, расположенных в поздней зоне древесины и имеющих вид язычков пламени (дуб, каштан)

2.породы с тангенциальной группировкой мелких сосудов, расположенных в поздней зоне древесины и имеющих вид светлых волнистых линий, направленных параллельно границе годичных слоёв (ильм)

3.породы с мелкими сосудами, расположенными в поздней зоне древесины без особого порядка (ясень).

Породы, у которых мелкие и крупные сосуда равномерно распределены по все зоне годичного слоя, называются рассеянно-сосудистыми.
http://www.drevesinas.ru/images/stories/woodproperty-11.jpg

Рисунок 6 Вид сосудов. Кольцесосудистые и рассеяннососудистые породы

На радиальном и тангенциальном разрезах сосуды имеют вид продольных бороздок. Сосуды в стволе редко проходят строго вертикально, поэтому бороздки обычно бывают короткими, так как в разрез попадают малая часть сосуда. Диаметр крупных сосудов составляет 0,2-0,4 мм, у мелких 0,016-0,1 мм, длина может колебаться в широких пределах от 10 см до 3,5 метров (например у дуба), объем ох в зависимости от породы составляет от 7 до 43% от общего объема древесины.

В растущем дереве лиственной породы по сосудам вода и питательные вещества поступают из корней в крону, в срубленной древесине сосуды - это пустоты, которые понижают прочность конструкционного материала.

Характерная особенность строения древесины хвойных пород — вертикальные и горизонтальные смоляные ходы. Они представляют собой тонкие , наполненные смолой , каналы. Они имеются в древесине сосны, кедра, лиственницы и ели, в древесине пихты, тиса и лиственницы смоляных ходов нет.

Горизонтальные ходы проходят по сердцевинным лучам и связаны с вертикальными ходами в одну общую смолоносную систему.

Невооруженным глазом можно рассмотреть только вертикальные смоляные ходы, которые на поперечном разрезе заметны в поздней зоне годовых слоев как беловатые точки.

Объём смоляных ходов невелик и составляет 0,2-0,7% общего объёма древесины. Наличие смолы способствует повышению стойкости древесины против гниения, понижает влагопоглощение древесины, но затрудняет обрабатываемость срубленной древесины резанием.
  1   2   3   4   5   6

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Учебное пособие \"Древесные материалы\" iconВведение в философию права лекции и тестовые материалы
Берус В. В. Философия права. Лекции и тестовые материалы: Учебное пособие. Барнаул: Барнаульский юридический институт мвд россии,...

Учебное пособие \"Древесные материалы\" iconУчебное пособие «Социальная конфликтология»
Материалы, размещенные в телекоммуникационной библиотеке и представленные в виде цитат

Учебное пособие \"Древесные материалы\" iconУчебное пособие
Конституционное (государственное) право зарубежных стран: Учебное пособие. М.: Юриспруденция, 2000. 304 с

Учебное пособие \"Древесные материалы\" iconУчебное пособие удк 159. 9(075) Печатается ббк 88. 2я73 по решению Ученого Совета
Зоопсихология и сравнительная психология: Учебное пособие. Ставрополь: скси, 2005. 272 с

Учебное пособие \"Древесные материалы\" iconУчебное пособие является составной частью общего курса «Психодиагностики»
Прыгин Г. С. Введение в психодиагностику: Принципы и методы. История развития. Основы психометрики: Учебное пособие. М.: Умк «Психология»,...

Учебное пособие \"Древесные материалы\" iconУчебное пособие
М74 модели и методы управления персоналом: Российско-британское учебное пособие /Под ред. Е. Б. Моргунова (Серия «Библиотека журнала...

Учебное пособие \"Древесные материалы\" iconАллахвердян А. Г., Мошкова Г. Ю., Юревич А. В., Ярошевский М. Г....
Учебное пособие предназначено для психологов, представителей других наук, а также для всех интересующихся тем, как возникает новое...

Учебное пособие \"Древесные материалы\" iconУчебное пособие челябинск 2 004 Министерство образования Российской...
Лихолетов В. В. Системный анализ и проектирование систем управления: Учебное пособие. – Челябинск: Изд-во юурГУ, 2004. – 160 с

Учебное пособие \"Древесные материалы\" iconУчебное пособие по курсу Автор составитель Перова И. Н. Учебное пособие...
Учебное пособие рассчитано на учащихся 9 – 11 классов общеобразовательных учебных заведений

Учебное пособие \"Древесные материалы\" iconУчебное пособие Нижний Новгород 2007 Печатается по решению редакционно-издательского...
История России: основные термины и понятия: Учебное пособие / Составитель к и н. Н. Н. Грехова. Н. Новгород, 2007. 33 с

Литература


При копировании материала укажите ссылку © 2015
контакты
literature-edu.ru
Поиск на сайте

Главная страница  Литература  Доклады  Рефераты  Курсовая работа  Лекции