Растущие деревья имеют следующие составные части: корни, ствол, ветви, листья. Корневая система деревьев выполняет функции поставщика влаги и питательных веществ из почвы по стволу и ветвям к листьям. Кроме того, корни удерживают деревья в вертикальном положении. Через ветви влага поступает к листьям, в которых происходит процесс фотосинтеза – превращения лучистой энергии солнца в энергию химических связей органических веществ с поглощением из воздуха углекислого газа и выделением кислорода. Неслучайно лесные массивы называют легкими планеты. Продукты фотосинтеза от листьев передаются по ветвям в остальные части деревьев – ствол и корни. Таким образом, ветви выполняют роль каналов, по которым происходит обмен веществ между листьями и остальными частями дерева.
Хвойные породы деревьев – сосна, кедр, ель, лиственница – имеют узкие листья – хвою, а лиственные породы – широкие листья. Как правило, лиственные породы деревьев произрастают в основном в умеренных и южных широтах, а хвойные – в северных.
В зависимости от породы и климатических условий произрастания деревья имеют различную высоту и диаметр стволов. При этом они подразделяются на три категории. К первой относятся деревья первой величины, которые достигают высоты 20 м и более. Это ель, кедр, лиственница, сосна, береза, осина, липа, дуб, ясень, клен и др.
В тропиках и субтропиках высота отдельных деревьев достигает 100 м и более. Вторая категория включает деревья второй величины, имеющие высоту 10–20 м. Это, в частности, ива, ольха, рябина и др. Третья категория – деревья третьей величины, высота которых равна 7-10 м. Это яблоня, вишня, можжевельник и др.
Диаметр ствола деревьев колеблется в основном от 6 до 100 см и более и зависит от породы, возраста деревьев и климатических условий произрастания. В отдельных случаях диаметр ствола деревьев может превышать 3 м – у дуба, тополя и некоторых других пород.
Древесину получают при разделке стволов деревьев после удаления веток. При этом выход древесины составляет 90 и более процентов объема ствола дерева. На начальной стадии обработки древесины делают поперечный, или торцовый, разрез ствола.
На поперечном разрезе выделяются: кора, покрывающая ствол снаружи и состоящая из наружного слоя – корки и внутреннего слоя – лубяного камбия – тонкого, невидимого для глаза слоя между корой и древесиной (в процессе роста деревьев живые клетки камбия делятся, и за счет этого дерево растет в толщину); заболонь – живая зона древесины; ядро, которое примыкает к сердцевине ствола и представляет собой мертвую, не участвующую в физиологических процессах центральную зону; сердцевина, расположенная в центре и представляющая собой рыхлую ткань диаметром 2–5 мм и более (в зависимости от породы и возраста дерева).
В лесной промышленности России основным объектом заготовки являются стволы деревьев, а ветки и сучья сжигаются или идут на дрова. В Канаде, Швеции и Финляндии в переработку идут все составные части деревьев, поэтому потери древесины там минимальны, а выход бумаги, картона и прочего – максимальный.
2. Макроскопическое строение древесины
При поперечном разрезе ствола дерева можно установить главные макроскопические признаки: заболонь, ядро, годичные слои, сердцевинные лучи, сосуды, смоляные ходы и сердцевинные повторения.
У молодых деревьев всех пород древесина состоит только из заболони. Затем по мере роста живые элементы вокруг сердцевины отмирают, а влагопроводящие пути закупориваются, и в них происходит постепенное накапливание экстрактивных веществ – смол, таннидов, красящих веществ У некоторых деревьев – сосны, дуба, яблони и других -
центральная зона ствола приобретает темную окраску. Такие деревья называют ядровыми. У других деревьев окраска центральной зоны и заболони ствола одинакова. Они называются безъядровыми.
Безъядровые деревья подразделяются на две группы: спело-древесные (липа, пихта, бук, ель), у которых влажность в центральной части ствола меньше, чем в периферийной, и забо-лонные, у которых влажность по поперечному сечению ствола одинакова (береза, клен, каштан и др.). Причем масса забо-лонной древесины уменьшается от вершины к комлю, а также с увеличением возраста дерева.
Возраст деревьев можно определить по числу годовых слоев, которые нарастают по одному в год. Эти слои хорошо видны на поперечном срезе ствола. Они представляют собой концентрические слои вокруг сердцевины. Причем каждое годовое кольцо состоит из внутреннего и наружного слоя. Внутренний слой формируется весной и в начале лета. Он называется ранней древесиной. Наружный слой образуется к концу лета. Ранняя древесина имеет меньшую плотность, чем поздняя, и более светлый цвет. Ширина годовых слоев зависит от ряда причин: во-первых, от погодных условий в течение периода вегетации; во-вторых, от условий произрастания дерева; в-третьих, от породы.
На поперечном срезе деревьев можно увидеть сердцевинные лучи, идущие от центра ствола к коре. У лиственных пород они занимают до 15 % объема древесины, у хвойных – 5–6 %, причем чем больше их количество, тем хуже механические свойства древесины. Ширина сердцевинных лучей колеблется от 0,005 до 1,0 мм в зависимости от породы деревьев. Древесина хвойных пород отличается от древесины лиственных тем, что в ней имеются клетки, вырабатывающие и хранящие смолу. Эти клетки группируются в горизонтальные и вертикальные смоляные ходы. Длина вертикальных ходов колеблется в пределах 10–80 см при диаметре около 0,1 мм, а горизонтальные смоляные ходы тоньше, но их очень много – до 300 штук на 1 см 2 .
Древесина лиственных пород имеет сосуды в виде системы клеток для передачи воды и растворенных в ней минеральных веществ от корней к листьям. Сосуды имеют форму трубок длиной в среднем 10 см и диаметром 0,02-0,5 мм, причем у деревьев некоторых пород они сосредоточены в ранних зонах годичных слоев. Их называют кольцесосудистыми.
У деревьев других пород сосуды распределены по всем годичным слоям. Эти деревья называют рассеяно-сосуди-стыми.
3. Микроскопическое строение древесины хвойных и лиственных пород
Древесина хвойных пород имеет определенную микроструктуру, которую можно установить, применяя микроскопы, а также химические и физические методы исследования Древесина хвойных пород отличается от лиственной сравнительно правильным строением и простотой. В структуру древесины хвойных пород входят так называемые ранние и поздние трахеиды.
Как установлено исследованиями, ранние трахеиды выполняют функцию проводников воды с растворенными в ней минеральными веществами, которая поступает от корней дерева.
Трахеиды имеют форму сильно вытянутых волокон с ко-сосрезанными концами. Исследования показали, что в растущем дереве только последний годичный слой содержит живые трахеиды, а остальные – мертвые элементы.
В результате исследований выявлено, что сердцевинные лучи образованы паренхимными клетками, по которым поперек ствола перемещаются запасные питательные вещества и их растворы.
Эти же паренхимные клетки участвуют в образовании вертикальных и горизонтальных смоляных ходов. Вертикальные смоляные ходы в древесине хвойных пород, обнаруженные в поздней зоне годичного слоя, образованы тремя слоями живых и мертвых клеток. Горизонтальные смоляные ходы выявлены в сердцевинных лучах.
По результатам исследований профессора В. Е. Вихрова, древесина сосны имеет следующее микроскопическое строение:
1) поперечный разрез;
2) радиальный разрез;
3) тангенциальный разрез.
Рис. 1. Разрезы ствола дерева: П – поперечный, Р – радиальный, Т – тангенциальный
Как установлено исследованиями, микроструктура древесины лиственных пород по сравнению с хвойными имеет более сложное строение.
В древесине лиственных пород сосудистые и волокнистые трахеиды служат проводниками воды с растворенными в ней минеральными веществами. Эту же функцию выполняют и другие сосуды древесины. Механическую функцию выполняют волокна либриформа и волокнистые трахеиды. Эти сосуды имеют форму длинных вертикальных трубок, состоящих из отдельных клеток с широкими полостями и тонкими стенками, причем сосуды в общем объеме лиственной древесины занимают от 12 до 55 %. Наибольшую часть объема лиственной древесины составляют волокна либриформа как основная механическая ткань.
Волокна либриформа представляют собой вытянутые клетки с заостренными концами, узкими полостями и мощными стенками, имеющими щелевидные поры. Волокнистые трахеиды, так же как и волокна либриформа, имеют толстые стенки и малые полости. Кроме того, выявлено, что сердцевинные лучи лиственной древесины объединяют основную часть паренхимных клеток, причем объем этих лучей может достигать 28–32 % (этот показатель относится к дубу).
4. Химический состав древесины
Химический состав древесины зависит частично от ее состояния. Древесина свежесрубленных деревьев содержит много воды. Но в абсолютно сухом состоянии древесина состоит из органических веществ, а неорганическая часть составляет всего лишь от 0,2 до 1,7 %. При сгорании древесины неорганическая часть остается в виде золы, которая содержит калий, натрий, магний, кальций и в небольших количествах – фосфор и другие элементы.
Органическая часть древесины всех пород имеет примерно одинаковый элементный состав. Абсолютно сухая древесина содержит в среднем 49–50 % углерода, 43–44 % кислорода, около 6 % водорода и 0,1–0,3 % азота. Лигнин, целлюлоза, ге-мицеллюлоза, экстрактивные вещества – смола, камедь, жиры, танниды, пектины и другие – составляют органическую часть древесины. Гемицеллюлоза имеет в своем составе пен-тозаны и генксозаны. У хвойных пород в органической части больше целлюлозы, а у лиственных – пентозанов. Целлюлоза является главной составляющей клеточных стенок растений, причем она же обеспечивает механическую прочность и эластичность растительных тканей. Как химическое соединение целлюлоза представляет собой полиатомный спирт. При обработке целлюлозы кислотами происходит ее гидролиз с образованием простых и сложных эфиров, которые используют для производства пленок, лаков, пластмасс и др. Кроме того, при гидролизе целлюлозы образуются сахара, из которых получают этиловый спирт путем их сбраживания. Древесная целлюлоза является ценным сырьем для выработки бумаги Другой компонент органической части древесины – геми-целлюлоза – представляет собой полисахариды высших растений, которые входят в состав клеточной стенки. В процессе переработки целлюлозы получается лигнин – аморфное полимерное вещество желто-коричневого цвета. Наибольшее количество лигнина – до 50 % – образуется при переработке древесины хвойных пород, а из древесины лиственных пород выход его составляет 20–30 %.
Очень ценные продукты получают при пиролизе древесины – сухой перегонке без доступа воздуха при температуре до 550 °C – древесный уголь, жижку и газообразные продукты. Древесный уголь используют при выплавке цветных металлов, в производстве электродов, медицине, в качестве сорбента для очистки сточных вод, промышленных отходов и для других целей. Из жижки получают такие ценные продукты, как антиокислитель бензина, антисептики – креозот, фенолы для производства пластмасс и пр.
В органической части древесины хвойных пород имеются смолы, которые содержат терпены и смоляные кислоты. Терпены являются основным сырьем для получения скипидара. Живица, выделяемая хвойным деревом, служит в качестве сырья для получения канифоли.
В процессе переработки древесины получают экстрактивные вещества, в том числе дубильные, применяемые для выделки кож – дубления. Основную часть дубильных веществ составляют танниды – производные многоатомных фенолов, которые при обработке кож взаимодействуют с их белковыми веществами и образуют нерастворимые соединения. В результате кожи приобретают эластичность, стойкость к загниванию и не набухают в воде.
Ядро примыкает к сердцевине и представляет собой мертвую, не участвующую в физиологических процессах центральную зону.
Заболонь – живая зона древесины.
Кора состоит из двух слоев: наружного – корки и внутреннего – лубяного слоя. По лубяному слою выработанные в листьях продукты фотосинтеза поступают к корням. Наружный слой служит для защиты дерева от внешних воздействий.
В раннем возрасте древесина всех пород состоит только из заболони. Со временем живые элементы вокруг сердцевины отмирают, водопроводящие пути закупориваются и в них происходит отложение экстрактивных веществ (смол, таннидов, красящих веществ).
Древесина отечественных лесных пород обычно имеет светлые цвета, при этом у некоторых из них весь срез одного тона, у других центральная часть темнее. Темноокрашенная часть древесины – ядро, а светлая – заболонь. Породы, имеющие четкое различие между ядром и заболонью, называют ядровыми , например: сосна, дуб, ясень, яблоня, тополь, можжевельник и др.
Породы, в которых четкого различия нет, называют безъядровыми .
Безъядровые породы делятся на две группы: спелодревесные (ель, бук, осина, груша, липа, пихта), влажность центральной зоны которых меньше периферийной, и заболонные, влажность которых по сечению ствола одинаковая. К заболонным породам относятся лиственные – береза, клен, граб, липа, самшит, груша и др. Объем заболонной древесины уменьшается от вершины к комлю (нижней части ствола), а также с увеличением возраста дерева. У некоторых безъядровых пород (береза, бук, осина) наблюдается потемнение центральной части ствола, которую в этом случае называют ложным ядром .
По механическим свойствам заболонная древесина почти не отличается от ядровой, но она в свежесрубленном состоянии содержит больше влаги, более подвержена гниению и легче поражается насекомыми.
На поперечном разрезе ствола легко рассмотреть концентрические слои вокруг сердцевины – это годичные слои (кольца) . Годичные слои нарастают от центра по одному в год и по их числу можно определить возраст дерева. Ширина годичных слоев неодинакова у разных пород и даже в разных местах одного дерева. Например, с южной стороны, где больше света, ширина годичных слоев больше. Засуха, холодное лето, излишняя влага и другие неблагоприятные условия ведут к уменьшению ширины годичных слоев. По их относительной величине на пне свежесрубленного дерева можно определить климатические особенности прошлых лет. Ширина годичных слоев зависит также и от положения в стволе. В нижней части ствола годичные слои наиболее узкие, выше ширина их увеличивается. У быстрорастущих пород, например ивы, тополя, ширина годичных слоев достигает 1–1,5 см.
Каждое годичное кольцо состоит из внутреннего и наружного слоя. Внутренний слой, называемый ранней древесиной , образуется весной и в начале лета. Древесина мягкая и светлая. Наружный слой, или поздняя древесина , нарастает к концу лета. Древесина твердая и темная.
В пределах годичного кольца плотность поздней древесины в 2–3 раза больше ранней. Количество поздней древесины влияет на плотность и механические свойства породы. В зависимости от места произрастания дерева его древесина может быть разной степени твердости.
В строительном деле особенно ценился так называемый мачтовый лес (прямые высокие стволы) и кондовая сосна, выросшая на сухом месте, с плотной и мелкослойной древесиной. Срубленная в декабре, она отличается особой прочностью (почти в 2 раза прочнее срубленной в феврале). Для изготовления бытовых изделий, например коробов, и для резьбы ценилась мягкая древесина мендовой сосны, выросшей на болотистой низине.
На поперечном разрезе хорошо заметны светлые, блестящие линии от сердцевины к коре – это сердцевинные лучи . Их ширина 0,005–1 мм. Широкие лучи имеют дуб и бук. Они могут быть окрашены контрастно к окружающей древесине и на тангенциальном разрезе напоминают чечевички или имеют веретенообразную форму, а на радиальном разрезе имеют вид блестящих, разной ширины и длины полосок или черточек. Количество сердцевинных лучей зависит от породы дерева: у хвойных их в 2–3 раза меньше, чем у лиственных. С увеличением количества сердцевинных лучей несколько ослабевает механические свойства древесины.
На поперечном разрезе лиственных пород видны отверстия различной величины – это сосуды , проводящие влагу в стволе, на поперечном разрезе березы и ольхи иногда можно обнаружить бурые или коричневые точки, черточки или пятнышки – это сердцевинные повторения , которые являются следствием повреждения древесины насекомыми.
Древесина хвойных и лиственных пород имеет свои отличительные особенности. Для древесины хвойных пород характерна сравнительная простота и правильность строения. Основную массу ее составляют расположенные рядами вытянутые клетки, называемые трахеидами . Их длина 2–10 мм, диаметр 0,02–0,05 мм. В стенках трахеид имеются поры, через которые они сообщаются с соседними клетками. Трахеиды ранней части годичного слоя имеют тонкие стенки и широкие полости, через которые поступают вода и растворенные в ней минеральные вещества. Трахеиды поздней части годичного слоя с толстыми стенками придают древесине прочность.
Особенностью строения древесины хвойных пород является наличие клеток, вырабатывающих и хранящих смолу. Так, у древесины сосны, кедра, ели и лиственницы имеется неприятная для деревообработчика особенность – смоляные ходы – каналы, наполненные смолой. Их количество и размер зависят от породы: у сосны смоляные ходы крупные и их много, у лиственницы – мелкие и немногочисленные.
Различают горизонтальные и вертикальные смоляные ходы. Длина вертикальных ходов 10–80 см, а их диаметр 0,1 мм. Горизонтальные смоляные ходы тоньше, но их очень много – до 300 штук на 1 см 2 площади сечения ствола.
Строение лиственных пород более сложное, чем хвойных. Основную массу древесины составляют сосуды и древесные волокна.
Сосуды – это система клеток для проведения воды и растворенных в ней минеральных веществ от корней к листьям. Сосуды представляют собой трубки длиной в среднем 10 см (у дуба до 2 м) и диаметром 0,02–0,5 мм. Чем больше в древесине сосудов, тем она рыхлее. Вода из сосудов проходит к соседним живым клеткам через поры в боковых стенках.
В зависимости от характера сосудов различают кольцесосудистые и рассеянно-сосудистые породы.
Кольцесосудистой называется древесина, у которой крупные сосуды расположены сплошным кольцом в ранней древесине, а мелкие собраны группами в поздней (дуб, ясень, вяз, ильм, каштан, карагач и др.).
Рассеянно-сосудистыми называют породы, в которых крупные и мелкие сосуды распределены равномерно по всему годичному слою (липа, ольха, осина, береза, клен, самшит, бук, грецкий орех и др.).
Древесные волокна являются наиболее распространенными клетками у лиственных пород и составляют их основную массу. Это клетки с толстыми стенками и узкими полостями длиной 0,7–1,6 мм, шириной 0,02–0,05 мм. Одревесневшие стенки этих волокон являются наиболее прочными.
Химический состав древесины очень сложный. На долю неорганических веществ приходится 0,2–1,7 %. При сгорании древесины они дают золу. В состав древесины входят кальций, калий, натрий, магний, фосфор и другие элементы. Органическая часть включает: 49–50 % углерода, 43–44 % кислорода, 6 % водорода и 0,1–0,3 % азота. Из древесины получают: целлюлозу, спирт, смолу, камеди, танниды, скипидар и др.
Таким образом, основными признаками при определении породы являются: наличие ядра, ширина заболони, резкость перехода от ядра к заболони, различная степень видимости годичных слоев, разница между ранней и поздней древесиной, наличие и размеры сердцевинных лучей, диаметр сосудов, наличие смоляных ходов, их размер и количество.
Так, например, если вам попадется древесина, у которой хорошо заметны годичные слои из-за того, что поздняя древесина темнее ранней, нет сосудов, сердцевинные лучи очень тонкие и почти не видны, есть смоляные ходы, знайте это древесина хвойных пород.
Древесина (бот.). - В обыденной жизни и технике Древесина называют внутреннюю часть дерева, лежащую под корой. В ботанике под именем Древесина, или ксилемы, разумеют ткань или совокупность тканей, образовавшихся из прокамбия или камбия (см. это сл. и ст. ); она является одной из составных частей сосудисто-волокнистого пучка и противопоставляется обыкновенно другой составной части пучка, происходящей из того же прокамбия или камбия - лубу, или флоэме. При образовании сосудисто-волокнистых пучков из прокамбия наблюдаются 2 случая: либо все прокамбиальные клетки превращаются в элементы Древесина и луба - получаются так наз. замкнутые пучки (высшие споровые, однодольные и некоторые растения), либо же на границе между Древесина и лубом остается слой деятельной ткани - камбий и получаются пучки открытые (двудольные и голосемянные). В первом случае Древесина остается постоянным, и растение неспособно утолщаться; во втором благодаря деятельности камбия с каждым годом количество Древесина Прибывает, и ствол растения мало-помалу утолщается. У наших древесных пород Древесина лежит ближе к центру (оси) дерева, а луб - ближе к окружности (периферии). У некоторых других растений наблюдается иное взаимное расположение Древесина и луба (см. ). В состав Древесина входят уже отмершие клеточные элементы с одеревеневшими, большею частью толстыми оболочками; луб же составлен, наоборот, из элементов живых, с живой протоплазмой, клеточным соком и тонкой неодеревеневшей оболочкой. Хотя и в лубе попадаются элементы мертвые, толстостенные и одеревеневшие, а в Древесина, наоборот, живые, но от этого, однако, общее правило не изменяется существенно. Обе части сосудисто-волокнистого пучка отличаются еще друг от друга и по физиологической функции: по Древесина поднимается вверх из почвы к листьям так назыв. сырой сок, т. е. вода с растворенными в ней веществами, по лубу же спускается вниз образовательный, иначе пластический, сок (см. Соки в растении). Явления же одеревенения клеточн. оболочек обусловливаются пропитыванием целлюлозной оболочки особыми веществами, соединяемыми обыкновенно под общим назв. лигнина . лигнина и вместе с тем одеревенение оболочки легко узнается при помощи некоторых реакций. Благодаря одеревенению, растительные оболочки становятся более крепкими, твердыми и упругими; вместе с тем при легкой проницаемости для воды они теряют в способности впитывать воду и разбухать.
Древесина слагается из нескольких элементарных органов, иначе гистологических элементов. Следуя Санио, различают в Древесина двудольных и голосемянных растений 3 главные группы, или системы, элементов: систему паренхиматическую, лубовидную и сосудистую. В каждой системе имеется по 2 вида элементов, а всего насчитывают 6 видов гистологических элементов, да еще в качестве 7-го присоединяют клетки сердцевинных лучей (см. Деревянистые растения).
I . Паренхиматическая система. В состав ее входят 2 элемента: древесная (или древесинная) паренхима и так назыв. заменяющие волокна. При образовании клеток древесной паренхимы из камбия камбиальные волокна разгораживаются горизонтальными перегородками, так что из каждого волокна получается вертикальный ряд клеток; при этом конечные клетки сохраняют заостренную форму концов камбиального волокна (см. табл. рис. 1 е - изолированные мацерированием клетки древесной паренхимы бука;. рис. 2 р - клетки древесной паренхимы у Ailanthus; тангентальный (см. ниже) разрез Древесина). Клетки древесной паренхимы отличаются сравнительно тонкими стенками; последние всегда без спирального утолщения, но снабжены простыми круглыми замкнутыми порами. Внутри клеток зимой накопляются запасные вещества, главным образом крахмал; но иногда в них находят также хлорофилл, и кристаллы щавелево-кальциевой соли. Кроме того, древесная паренхима играет, вероятно, роль и при передвижении воды. Как составной элемент Древесина она весьма распространена; ее, однако, очень мало у многих хвойных и нет совершенно, по Санио, у тиса (Taxus baccata). Второй элемент паренхиматической системы - заменяющие волокна (E rsatzfasern) - в некоторых случаях заменяют собой отсутствующую древесную паренхиму (отсюда и название); в других - встречаются вместе с элементами последней. По строению и функции они сходны с клетками древесной паренхимы, но образуются из камбиальных волокон непосредственно, т. е. без предварительного разгораживания последних поперечными перегородками.
II. . Два различаемые здесь элемента носят название либриформа [название дано по сходству элементов этой системы (fibrae sive cellulae libriformes) с волокнами толстостенного луба (liber)] простого (т. е. без перегородок) и перегородчатого. тические, вытянутые в длину и заостренные на концах, вполне замкнутые клетки простого либриформа достигают весьма значительной длины (½ и до 2 мм). Одеревеневшие стенки их покрыты чрезвычайно редкими и мелкими, большею частью щелевидными, простыми или окаймленными порами (рис. 1 d, рис. 2 lf). Стенки бывают настолько толсты, что просвет клетки превращается в весьма узкий канал. Вообще либриформ - самый толстенный элемент Древесина; именно он по преимуществу или исключительно придает дереву крепость. Что касается до внутренней полости клеток либриформа, то в большинстве случаев она заполнена воздухом. Перегородчатый либриформ отличается от простого только тем, что после окончательного утолщения стенок волокна последнее разгораживается одной или несколькими тонкими поперечными перегородками на отдельные друг над другом расположенные клетки. Иногда такие поперечные перегородки имеют поры (у винограда). Перегородчатый либриформ изо всех элементов Древесина наименее распространенный.
III. Сосудистая, или трахеальная, система. В состав ее входят настоящее сосуды (трахеи) и сосудистые клетки или волокна, обыкновенно называемые трахеидами. имеют вид вытянутых в длину (прозенхиматических) веретенообразных клеток (волокон). Большею частью они короче и не так толстостенны, как клетки либриформа, приближаясь в этом отношении к настоящим сосудам. Но в некоторых случаях они могут достигать весьма значительной длины (у сосны до 4 мм) и сильно утолщать свои оболочки. Вообще трахеиды - элемент промежуточный и переходный между простым либриформом и настоящими сосудами. Отличительным и характерным признаком для них являются окаймленные поры (рис. 3, сторона, обращенная к читателю; рис. 5 b), затянутые тонкой срединной замыкающей перепонкой; в полости трахеид, со всех сторон замкнутой, находятся вода и воздух. По функции трахеиды считаются водоносными органами, но иногда они служат и для механических целей, придавая Древесина крепость, напр. у хвойных. Древесина хвойных состоит почти исключительно из одних только трахеид, располагающихся здесь правильными радиальными рядами. В каждом радиусе клетки стоят приблизительно на одинаковой высоте, что, в свою очередь, является результатом происхождения всего радиального ряда из одной и той же камбиальной клетки. На рис. 3 такие радиальные ряды видны в продольном и поперечном разрезе, на поперечном разрезе имеется 8 рядов. На рис. 4 радиальные ряды идут в направлении abc (поперечный разрез). Окаймленные поры располагаются почти исключительно на одних только радиальных стенках (рис. 3 и 5 б ), вследствие чего воды в Древесина хвойных легко происходит по направлению периферии органа и трудно в направлении радиуса. У сосны передвижение воды в радиальном направлении (снаружи внутрь и обратно) идет лишь по трахеидам сердцевинных лучей (рис. 5 ff - горизонтально расположенные трахеиды сердцевинных лучей); у ели же, пихты и лиственницы движение воды по радиусу и особенно приток ее из последнего годичного слоя к камбию сильно облегчается еще тем, что у них последние трахеиды каждого годичного слоя снабжены, помимо крупных пор на радиальных стенках, еще многочисленными мелкими порами на тангентальных (рис. 3, правая сторона). Весенние трахеиды заметно отличаются от летних и особенно от осенних, вследствие чего возможно отличать в Древесина хвойных , или кольца. Рис. 4 представляет поперечный разрез еловой Древесина (abc - слой одного года). Весною из камбия образуются широкие тонкостенные элементы (а ), особенно годные для передвижения вверх больших количеств воды. Чем обильнее развита хвоя у дерева и чем интенсивнее, следовательно, его испарение, тем шире пояс, занимаемый в годичном слое широкими тонкостенными трахеидами. С м лета стенки трахеид становятся все толще и толще, оставаясь все еще по-прежнему широкими, точнее - более или менее изодиаметричными (b ). Чем хуже условия питания дерева, тем меньше образуется таких трахеид, а иногда они могут и совершенно отсутствовать! Таким образом изучение внутреннего строения знакомит нас с минувшими условиями произрастания. К осени диаметр трахеид по направлению радиуса становится меньше и меньше: получается пояс осенних узких, как бы сплюснутых элементов (рис. 4 с - поперечный разрез; рис. 5 а - продольный разрез), толстостенных при хорошем питании, тонкостенных - при плохом. Зимою новых клеток более не образуется, а с наступлением весны камбий порождает новый слой весенних, широких и тонкостенных трахеид. Там, где осенние элементы соприкасаются с весенними, проходит у хвойных резко выраженная граница годичного слоя (на рис. 4 видны две таких границы).
Строение и трахеид у лиственных деревьев несколько иное, нежели у хвойных (рис. 1 с - изолированная трахеида бука). Здесь трахеиды имеют поры со всех сторон, в силу чего передвижение воды одинаково легко происходит как в направлении периферии, так и по радиусу. Трахеиды у лиственных пород большею частью группируются вокруг сосудов.
Настоящие сосуды (трахеи) имеют вид длинных трубок. Они образуются из вертикальных рядов камбиальных клеток; при этом клетки спаиваются друг с другом, а отделявшие их поперечные перегородки пробуравливаются отверстиями. Такой состав сосуда из отдельных клеток-члеников особенно ясно обнаруживается при мацерировании сосудов: последние распадаются при этом по перегородкам на отдельные участки (см. рис. 1 а и b).
ДРЕВЕСИНА.
Пробуравливание перегородок происходит различно. Иногда образуется одно большое круглое отверстие, и от перегородки остается лишь небольшое узенькое колечко. Такие случаи наблюдаются преимущественно у горизонтальных или только слегка наклоненных перегородок (рис. 1 а ). У перегородок же, расположенных косо, обыкновенно образуется несколько эллиптических отверстий, расположенных друг над другом: получается то, что называют лестнично-продырявленной или просто лестничной перегородкой (рис. 1 b ). Между этими двумя крайними формами существуют и промежуточные. Отдельные членики сосудов бывают цилиндрические, призматические, иногда бочонкообразные, притом различной длины. Первые сосуды, образующиеся из прокамбия, имеют членики длинные, тогда как сосуды, образующиеся позже из камбия, когда рост органов в длину уже закончился, составлены из члеников гораздо более коротких. Длина всего сосуда может равняться длине всего растения от корней до самых листьев. Стенки сосудов рано деревенеют, но в большинстве случаев остаются тонкими. Утолщение продольных стенок бывает всегда неравномерным, причем различается несколько видов такого утолщения: кольчатое, спиральное, сетчатое, лестничное и точечное утолщения (см. Клетка растительная). Смотря по форме утолщения и сами сосуды получают названия кольчатых, спиральных, сетчатых, лестничных и точечных. Кольчатые и образуются обыкновенно в раннюю пору жизни растения; у лиственных пород - только в первом году жизни, и встречаются лишь в самой внутренней части Древесина, в так называемой сердцевинной трубке, составляющей первичную древесину [самая ранняя Древесина, образующаяся из прокамбия, называется первичной, позднейшая же, возникающая из камбия, зовется вторичной], во всей же вторичной древесине у них имеются лишь точечные сосуды, обыкновенно с круглыми окаймленными порами (рис. 1 а , b ; рис. 2 gg ). Подобно длине, и ширина сосудов весьма разнообразна. Первые кольчатые и спиральные сосуды, возникшие из прокамбия, весьма узки, в то же время, как мы видели выше, членики их отличаются среди других сосудов наибольшей длиной; наоборот, более поздние точечные сосуды имеют короткие членики, ширина которых иногда настолько значительна, что они видны на поперечном разрезе Древесина даже невооруженным глазом, представляясь в виде округлых пор или отверстий. Сосуды, однако, совершенно отсутствуют во всей вторичной Древесина хвойных (она составляет главную массу дерева) - особенность, дозволяющая легко отличить Древесина хвойных от всякой другой. У лиственных пород различно бывает распределение сосудов среди других органов Древесина, что также нередко дает превосходные признаки для отличения пород по Древесина Напр., у березы сосуды распределяются более или менее равномерно по всему годичному слою, и притом все они приблизительно одинаковой незначительной ширины (просвета, рис. 7), тогда как у дуба более крупные сосуды, видимые даже простым глазом, приурочиваются к весенней части слоя (рис. 8), образуя весеннее кольцо сосудов (Frü hjahrsporenkreis). Кольца такие существенно помогают при различении отдельных годичных слоев (рис. 6, gg). У других видов растений сосуды собираются периферическими волнистыми линиями, по нескольку линий в каждом годичном слое (у вяза, Ulmus effusa).
Сосуды - элементы мертвые. Протоплазматическое содержимое их рано исчезает и заменяется водянистой жидкостью, чередующейся с пузырьками разреженного воздуха. Прежде принимали их за воздухоносные трубки, теперь же их считают ными путями в растении. У многих деревьев и кустарников внутренность сосудов оказывается заполненной отчасти или вполне особыми паренхиматическими клетками (заполняющими или выполняющими Fü llzellen или Thyllen), происходящими от клеток древесной паренхимы. Прилегающие к сосуду клетки древесной паренхимы дают внутрь в полость сосуда через поры мешкообразные отростки. Отростки отделяются перегородкой от произведших их клеток, оставшихся вне сосуда, разрастаются, размножаются делением и мало-помалу заполняют полость сосуда. В заполняющих клетках иногда скопляется запасной крахмал.
Седьмой элемент Древесина - сердцевинные лучи - слагаются из паренхиматических клеток, вытянутых в горизонтальном направлении или расположенных кирпичеобразно (рис. 1 f [Рис. 1 g показывает паренхиматические клетки сердцевинных лучей у бука, несколько отклоняющиеся от обычной формы.]; 6, b , с ). Они имеют вид прожилков различной толщины (ширины) и вышины, пересекающих в радиальном направлении массу прозенхиматических (вытянутых в длину параллельно оси растения) элементов Древесина [Для полного знакомства с прохождением и строением сердцевидных лучей их нужно изучать не только на поперечном (рис. 6 aii) разрезе Древесина, но также и на двух продольных: радиальном (aai ) и тангентальном (dd) .]. Входящие в состав их клетки сходны, в общем, с клетками древесной паренхимы (живые, способны накоплять крахмал). У многих хвойных растений в сердцевинных лучах, кроме паренхимы, имеются еще и трахеиды (рис. 5 е - паренхима, f - трахеиды). Различают лучи первичные и вторичные. Первичные лучи тянутся от сердцевины до первичной коры и представляют из себя остаток основной ткани (см. Стебель раст. и Ткани раст.), вторичные же образуются из камбия и никогда не доходят ни до сердцевины, ни до первичной коры; они короче первичных лучей и тем короче, чем позже образовались из камбия (рис. 6 cc ). Далее, бывают лучи узкие (однорядные) и широкие (многорядные). Узкие состоят из одного только радиального. ряда клеток (рис. 2 st [в тангент. разрезе]; рис. 3; рис. 6, cc ), широкие - из нескольких (рис. 6 b и d; рис. 8). Число сердцевинных лучей, их ширина и вышина чрезвычайно разнообразны у разных растений. Вообще лучи на ряду с сосудами дают отличные признаки для распознавания пород по Древесина Для Древесина дуба, напр., весьма характерны широкие лучи, легко заметные простым глазом (рис. 8). Для хвойных характерно внутреннее микроскопическое строение лучей, у всех сосен (Pinus) паренхиматические клетки лучей сверху и снизу окаймлены несколькими рядами весьма типичных трахеид (рис. 5 ff), y пихты же лучи состоят из одних только паренхиматических клеток; кроме того, у пихты все лучи узкие и в Древесина нет смоляных ходов, тогда как у сосны, ели и лиственницы есть и смоляные ходы, и обоего сорта лучи (узкие и широкие). Назначение (функция) сердцевинных лучей состоит отчасти в накоплении запасных веществ, отчасти в проведении соков и воды в горизонтальном направлении. Обыкновенно в состав Древесина входят лишь некоторые из 6 первых вышеописанных элементов; но они комбинируются друг с другом весьма различно. и элементов были особенно тщательно изучены Санио. Он составил особую таблицу, руководствуясь которой можно по небольшому кусочку Древесина определить растение (см. литературу). Как упомянуто было выше, у двудольных и голосемянных растений количество Древесина увеличивается с году на год вследствие образования новых годичных слоев из камбия. Форма и ширина таких слоев неодинаковы у разных растений и даже у одного и того же растения могут изменяться в зависимости от многих условий, как внутренних (возраста, напр.), так и внешних (климата, почвы и т. д.; см. Деревянистые растения). Кроме того, у одного и того же дерева слои различного возраста могут существенно отличаться друг от друга как по форме и гистологическому строению, так и по химическому составу. Спиральные и у деревьев, напр., находятся только в первом, самом внутреннем и вместе с тем самом старом годичном слое, в состав которого входит первичная Древесина (см. выше). В физико-химическом отношении все слои могут быть сходны, или же внутренние отличаются от наружных и Древесина обособляется на внутреннюю часть, или ядро (Kernholz, duramen), и наружную, или заболонь (Splint, alburnum - см. Ядро и ). Ядровая Древесина тяжелее, тверже, прочне, нежели заболонь, кроме того, она отличается от последней в большинстве случаев еще и более темным цветом. Цвет этот бурый у дуба, темно-коричневый у вишни, красноватый у лиственницы; у некоторых тропических растений цвета еще более резкие: красный у красного дерева (Caesalpinia echinata), синий у кампешевого дерева (Haemotoxylon campechianum), черный у черного, или эбенового, дерева (Diospyros Ebenum). При превращении заболони в ядро изменяется главным образом химический состав Древесина, а не ее гистологическое строение. В полостях и особенно в оболочках клеток накопляются различные вещества: смолы, древесные камеди, дубильные вещества, иногда и красящие, из коих некоторые находят применение в практике (см. ). В физиологическом отношении ядро отличается от остальной Древесина отрицательными, так сказать, мертвыми свойствами: оно не способно накоплять периодически крахмал и другие запасные вещества, не способно даже проводить воду.
Литература. Sanio, "Vergleichende Untersuchungen über die Elementarorgane des Holzkö rpers" и "Vergleichende Untersuchungen über die Zusammensetzgung des Holzkörpers" ("Botanisch e Zeitung", 1863); Де-Бари, "Сравнительная анатомия вегетативных органов явнобрачных и ообразных растений" (перев. проф. А. Н. а, вып. I-II, СПб., 1877-80); Haberlandt, "Physiologische Pflanzenanatomie" (1884); , "Краткий практический курс растительной гистологии для начинающих" (перевод С. а, 1886); Strasburger, "Das botanische Practicum" (1887), проф. , "Курс анатомии растений" (1888); Tschirch, "Angewandte Pflanzenanatomie" (1889); Robert Hartig, "Die anatomisch en Unterscheidungsmerkmale der wichtigeren in Deutschland wachsenden Hö lzer" (1890, 3-е изд.) и "Lehrbuch der Anatomie und Physiologie der Pflanzen" (1891); Van-Tieghem, "Trait é de Botanique" (т. I, 1891); и Яшнов,"Определение древесины, семян и ветвей по таблицам" (1893). Специальная литература указана в вышепоименованных сочинениях. См. еще см. Инкрустирующее вещество, Дерево, Лигнин.
Древесина
Древесина (бот.). - В обыденной жизни и технике древесиной называют внутреннюю часть дерева , лежащую под корой. В ботанике под именем Д., или ксилемы, разумеют ткань или совокупность тканей, образовавшихся из прокамбия или камбия (см. это сл. и ст. Деревянистые растения); она является одной из составных частей сосудисто-волокнистого пучка и противопоставляется обыкновенно другой составной части пучка, происходящей из того же прокамбия или камбия - лубу, или флоэме. При образовании сосудисто-волокнистых пучков из прокамбия наблюдаются 2 случая: либо все прокамбиальные клетки превращаются в элементы Д. и луба - получаются так наз. замкнутые пучки (высшие споровые , однодольные и некоторые двудольные растения), либо же на границе между Д. и лубом остается слой деятельной ткани - камбий и получаются пучки открытые (двудольные и голосемянные). В первом случае количество Д. остается постоянным, и растение неспособно утолщаться; во втором благодаря деятельности камбия с каждым годом количество Д. Прибывает, и ствол растения мало-помалу утолщается. У наших древесных пород Д. лежит ближе к центру (оси) дерева, а луб - ближе к окружности (периферии). У некоторых других растений наблюдается иное взаимное расположение Д. и луба (см. Сосудисто-волокнистые пучки). В состав Д. входят уже отмершие клеточные элементы с одеревеневшими, большею частью толстыми оболочками; луб же составлен, наоборот, из элементов живых, с живой протоплазмой , клеточным соком и тонкой неодеревеневшей оболочкой. Хотя и в лубе попадаются элементы мертвые, толстостенные и одеревеневшие, а в Д., наоборот, живые, но от этого, однако, общее правило не изменяется существенно. Обе части сосудисто-волокнистого пучка отличаются еще друг от друга и по физиологической функции: по Д. поднимается вверх из почвы к листьям так назыв. сырой сок, то есть вода с растворенными в ней веществами, по лубу же спускается вниз образовательный, иначе пластический, сок (см. Соки в растении). Явления же одеревенения клеточн. оболочек обусловливаются пропитыванием целлюлозной оболочки особыми веществами, соединяемыми обыкновенно под общим назв. лигнина . Присутствие лигнина и вместе с тем одеревенение оболочки легко узнается при помощи некоторых реакций. Благодаря одеревенению, растительные оболочки становятся более крепкими, твердыми и упругими; вместе с тем при легкой проницаемости для воды они теряют в способности впитывать воду и разбухать.
Древесина слагается из нескольких элементарных органов, иначе гистологических элементов. Следуя Санио, различают в Д. двудольных и голосемянных растений 3 главные группы, или системы, элементов: систему паренхиматическую, лубовидную и сосудистую. В каждой системе имеется по 2 вида элементов, а всего насчитывают 6 видов гистологических элементов, да еще в качестве 7-го присоединяют клетки сердцевинных лучей (см. Деревянистые растения).
Древесина
I . Паренхиматическая система. В состав ее входят 2 элемента: древесная (или древесинная) паренхима и так назыв. заменяющие волокна. При образовании клеток древесной паренхимы из камбия камбиальные волокна разгораживаются горизонтальными перегородками, так что из каждого волокна получается вертикальный ряд клеток; при этом конечные клетки сохраняют заостренную форму концов камбиального волокна (см. табл. рис. 1 е - изолированные мацерированием клетки древесной паренхимы бука;. рис. 2 р - клетки древесной паренхимы у Ailanthus ; тангентальный (см. ниже) разрез Д.). Клетки древесной паренхимы отличаются сравнительно тонкими стенками; последние всегда без спирального утолщения, но снабжены простыми круглыми замкнутыми порами. Внутри клеток зимой накопляются запасные вещества, главным образом крахмал ; но иногда в них находят также хлорофилл , дубильные вещества и кристаллы щавелево-кальциевой соли. Кроме того, древесная паренхима играет, вероятно, роль и при передвижении воды. Как составной элемент Д. она весьма распространена; ее, однако, очень мало у многих хвойных и нет совершенно, по Санио, у тиса (Taxus baccata ). Второй элемент паренхиматической системы - заменяющие волокна (Ersatzfasern ) - в некоторых случаях заменяют собой отсутствующую древесную паренхиму (отсюда и название); в других - встречаются вместе с элементами последней. По строению и функции они сходны с клетками древесной паренхимы, но образуются из камбиальных волокон непосредственно, то есть без предварительного разгораживания последних поперечными перегородками.
В статье воспроизведен материал из Большого энциклопедического словаря Брокгауза и Ефрона .Древесина, ксилема (от греч. xýlon - дерево), сложная ткань древесных и травянистых растений, проводящая воду и растворённые в ней минеральные соли; часть проводящего пучка, образующаяся из прокамбия (первичная Д.) или камбия (вторичная Д.). Она составляет основную массу ствола, корней и ветвей древесных растений.
Рис. 1. Основные части ствола и его главные разрезы: 1 - поперечный; 2 - радиальный; 3 - тангенциальный.
Форма и величина клеток, слагающих древесину, различны и зависят от их функций. Д. содержит проводящие, механические и запасающие элементы. Строение Д. типично для родов, а иногда и для видов древесных растений. При изучении Д. и её свойств пользуются 3 главными разрезами, а для микроскопического изучения - срезами: поперечным, тангенциальным (тангентальным) и радиальным (рис. 1 ). По мере роста деревьев внутренняя, наиболее старая Д. ствола отмирает. Проводящие элементы Д. постепенно закупориваются: сосуды - так называемыми тиллами, трахеиды - торусами их окаймлённых пор. Проводящая и запасающая системы перестают функционировать, содержание в Д. воды, крахмала, отчасти жиров уменьшается, количество смол, дубильных веществ повышается. У ядровых пород (сосна, лиственница, дуб) центральная часть Д. отличается по окраске и называется ядром, периферическая зона называется заболонью . У спелодревесных пород (ель , липа) периферическая часть отличается от центральной меньшей влажностью (такая Д. называется спелой). У заболонных пород (клён, берёза) центральная часть ничем не отличается от периферической. Иногда у заболонных и спелодревесных пород центральная часть ствола окрашивается темнее (главным образом под влиянием грибов) и образуется так называемое ложное ядро.
Рис. 2. Типы клеток, слагающих древесину: а - древесинная паренхима; б - трахеиды; в - членики сосудов (трахей); г - волокна либриформа; д - клетки гетерогенного сердцевинного луча хвойного дерева; е - клетки гетерогенного сердцевидного луча лиственного дерева.
В древесине большинства двудольных и всех хвойных растений можно различить кольца прироста, или годичные кольца , и радиальные, или сердцевинные, лучи. Внутри одного кольца прироста различают раннюю (весеннюю) и позднюю (летнюю) зоны, часто называющиеся соответственно ранней и поздней Д. По радиальным лучам питательные вещества передвигаются в места их отложения. Размеры и соотношение элементов, слагающих Д., изменяются в зависимости от условий произрастания и положения Д. в стебле. В неблагоприятных условиях (избыточное увлажнение, недостаток воды в почве, сильное затенение, объедание листьев насекомыми) образуются узкие слои прироста. Д. двудольных растений слагается из следующих типов клеток: члеников сосудов (трахей), трахеид , механических волокон (либриформа), древесинной паренхимы и ряда др. элементов - переходных форм между ними (рис. 2 ).
Рис. 3. Схема расположения сосудов древесины на поперечном сечении годичного кольца: 1 - клёна (рассеянно-сосудистая); 2 - вяза (кольцесосудистая).
Комбинации в размерах и расположении элементов Д. (например, диаметр сосудов у различных пород варьируют от 0,0015 мм у самшита и аралии до 0,5 мм у дуба) создают разнообразие её структуры (рис. 3 ): рассеянно-сосудистая - по всему кольцу прироста сосуды почти равного диаметра, число их в ранней и поздней зонах почти одинаково (берёза , клён); кольцесосудистая - диаметр сосудов в ранней зоне кольца значительно больший, чем в поздней (дуб, вяз, маклюра). Сосуды могут быть расположены одиночно (дуб) или группами (ясень, берёза, осина), образуя в этом случае в местах соприкосновения окаймлённые поры. Трахеиды в этом случае утрачивают в процессе эволюции водопроводящую функцию и заменяются волокнами либриформа (Д. ясеня, например, состоит из сосудов, древесинной и лучевой паренхимы и волокон либриформа).
Рис. 4. Участки срезов древесины сосны: 1 - поперечного; 2 - радиального; 3 - тангенциального;
а - граница годичного кольца; б - поздняя древесина; в - ранняя древесина: г - новый ряд вклинивающихся трахеид; д - гетерогенный сердцевинный луч, состоящий из лучевых трахеид (е) с мелкими окаймленными порами и паренхимных клеток с большими окновидными порами (ж); з - смоляной ход (хорошо видны выстилающие его эпителиальные клетки); и - клетки паренхимы, окружающие смоляной ход; к - окаймленные поры; л - сердцевинный луч с горизонтальным смоляным ходом.
Древесина различается также по характеру соединения члеников сосудов, форме перфорации (простая, лестничная и т.д.), её расположению, форме членика, высоте и ширине сердцевинного луча и форме его клеток. Д. голосеменных, в том числе хвойных, состоит только из трахеид (сосуды отсутствуют), небольшого количества древесинной паренхимы и сердцевинных лучей. У одних родов (кипарис, можжевельник) сердцевинные лучи (гомогенные) состоят из одинаковых паренхимных клеток; у др. (сосна, ель, лиственница) в гетерогенных лучах имеются также и лучевые трахеиды, проходящие вдоль луча (рис. 4 ). Строение луча, форма клеток, число и размеры их пор имеют важное значение при определении породы дерева. У некоторых родов (сосна, ель, дугласова пихта и лиственница) в Д. имеются смоляные ходы.
Абсолютно сухая древесина всех пород в среднем содержит (в %): 49,5 углерода; 6,3 водорода; 44,1 кислорода; 0,1 азота. В Д. на долю оболочек клеток приходится около 95% массы. Главные составные части оболочек - целлюлоза (43-56%) и лигнин (19-30%), остальные: гемицеллюлозы, пектиновые вещества, минеральные вещества (главным образом соли кальция), небольшое количество жиров, эфирных масел, алкалоидов, гликозидов и т.п. Для всех клеток Д. характерно одревеснение - пропитывание оболочек лигнином. Существует более 70 реакций на одревеснение (например, флороглюцин с концентрированной соляной кислотой даёт малиновое окрашивание). Д. некоторых деревьев содержит дубильные вещества (квебрахо), красители (кампешевое дерево, сандал), бальзамы, смолы, камфору и т.д.
О. Н. Чистякова.
Физические свойства древесины характеризуются её внешним видом (цвет, блеск, текстура), плотностью, влажностью, гигроскопичностью, теплоёмкостью и др. Д. как материал используют в натуральном виде (лесоматериалы , пиломатериалы), а также после специальной физико-химической обработки (см. Древесные материалы). Важное декоративное свойство и диагностический признак - цвет Д., характеристики которого изменяются в широких пределах (цветовой тон 578-585 нм , чистота цвета 30-60%, светлота 20-70%). Блеск наблюдается у Д. некоторых лиственных пород, особенно на радиальном разрезе. Текстура - рисунок Д., образующийся при перерезании анатомических элементов, - особенно эффектна у лиственных пород.
Д. содержит свободную (в полостях клеток) и связанную (в оболочках клеток) влагу. Влажность древесины.
где W - влажность в %, m - начальная масса образца, m 0 - масса образца в абсолютно сухом состоянии. Пределом гигроскопичности (точкой насыщения волокна) называется состояние, при котором в Д. содержится максимальное количество связанной (гигроскопической) влаги, а свободная влага отсутствует. Влажность, соответствующая пределу гигроскопичности W пг при t 20°С, составляет в среднем 30%.
Рис. 5. Зависимость равновесной влажности древесины W p от влажности j и температуры t воздуха.
На большинство свойств древесины оказывает влияние изменение содержания связанной влаги. При достаточно длительной выдержке Д. приобретает равновесную влажность W p , которая зависит от влажности j и температуры t окружающего воздуха (рис. 5 ). Уменьшение содержания связанной влаги вызывает сокращение линейных размеров и объёма древесины - усушку. Усушка
где У w - усушка в %, а пг - размер (объём) образца при пределе гигроскопичности, a w - размер (объём) образца при данной влажности W в диапазоне 0-W пг. Полная (при удалении всей связанной влаги) усушка в тангенциальном направлении для всех пород 6-10%, в радиальном направлении 3-5%, вдоль волокон 0,1-0,3%; полная объёмная усушка 12-15%.
При увеличении содержания связанной влаги, а также поглощении Д. др. жидкостей происходит разбухание - явление, обратное усушке. Вследствие разницы значений радиальной и тангенциальной усушки при высыхании (или увлажнении) наблюдается поперечное коробление пиломатериалов и заготовок. Продольное коробление наиболее заметно у пиломатериалов с пороками строения Д. В процессе сушки Д. из-за неравномерного удаления влаги и анизотропии усушки возникают внутренние напряжения, приводящие к растрескиванию пиломатериалов и круглых лесоматериалов. После камерной сушки из-за остаточных напряжений в Д. при механической обработке происходит изменение заданных размеров и формы деталей. Д. проницаема для жидкостей и газов, особенно лиственной породы по заболони и вдоль волокон.
Плотность древесинного вещества у всех пород одинакова (т.к. одинаков их химический состав) и примерно в 1,5 раза больше плотности воды. Плотность Д. из-за наличия полостей меньше и колеблется в значительных пределах в зависимости от породы, условий роста, положения образца Д. в стволе. Плотность Д. при данной влажности
где m w и v w - масса и объём образца при данной влажности W . С повышением влажности плотность Д. увеличивается. Часто для расчётов используют показатель, не зависящий от влажности, - условную плотность:
L = l ном × k r и k x приведены в таблицах 1 и 2. Температурные деформации Д. значительно меньше усушки и разбухания и обычно в расчётах не учитываются.
Некоторые электрические и акустические свойства Д. приведены в таблице 3. Д. хвойных пород с малой плотностью (ель) обладает высокими резонансными свойствами и широко используется в музыкальной промышленности.
Таблица 1. - Коэффициент k x
Таблица 2. - Коэффициент к r
Механические свойства древесины наиболее высоки при действии нагрузок вдоль волокон; в плоскости поперёк волокон они резко снижаются. В таблице 4 даны средние показатели свойств Д. некоторых пород при W = 12%. С увеличением влажности до W пг показатели уменьшаются в 1,5-2 раза. Модуль упругости вдоль волокон составляет 10-15 Гн/м 2 (100-150 тыс. кгс/см 2 ), а поперёк в 20-25 раз меньше. Коэффициент поперечной деформации для разных пород и структурных направлений находится в пределах от 0,02 до 0,8.
Способность Д. деформироваться под нагрузкой во времени, характеризующая её реологические свойства, резко повышается с увеличением влажности и температуры. Прочность при длительных нагрузках снижается. Например, предел долговременного сопротивления при изгибе составляет 0,6-0,65 от предела прочности при стандартных испытаниях на статический изгиб. При многократных нагружениях наблюдается усталость Д., предел выносливости при изгибе равен в среднем 0,2 от статического предела прочности.
Испытания Д. с целью определения показателей физико-механических и технологических свойств проводят на малых чистых (без пороков) образцах. Испытаниям подвергают серии образцов, а результаты опытов обрабатывают методами вариационной статистики. Все показатели приводят к единой влажности - 12%. На большинство методов испытаний разработаны стандарты, устанавливающие форму и размеры образцов Д., процедуру экспериментов, способы вычисления показателей её свойств. Д. отличается сильной изменчивостью свойств, поэтому при использовании Д. в качестве конструкционного материала особенно важно применение неразрушающих методов поштучного контроля прочности пиломатериалов, основанных, например, на связи между прочностью Д. и некоторыми её физическими свойствами. На свойства Д. влияют пороки древесины (сучки, гнили, наклон волокон, крень и др.).
При оценке свойств Д. как конструкционного и поделочного материала учитывают её способность удерживать металлические крепления (гвозди, шурупы), износостойкость, способность к загибу некоторых лиственных пород.
Д. имеет высокие значения коэффициента качества (отношение предела прочности к плотности), хорошо сопротивляется ударным и вибрационным нагрузкам, легко обрабатывается и позволяет изготовлять детали сложной конфигурации, надёжно соединяется в изделиях и конструкциях с помощью клея, обладает высокими декоративными свойствами. Однако наряду с положительными свойствами натуральная Д. обладает рядом недостатков: размеры и форма деталей изменяются при колебаниях влажности. При неблагоприятных условиях хранения и эксплуатации (повышенная влажность Д., умеренно высокая температура воздуха, контакт с влажной почвой, конденсация влаги на элементах конструкций и т.д.) Д. загнивает. Гниение представляет собой процесс разрушения Д. в результате жизнедеятельности поселяющихся на ней грибов. Для защиты от загнивания Д. пропитывают антисептиками (см. Антисептические средства). Д. может также повреждаться насекомыми, для защиты от которых используют инсектициды . Ввиду сравнительно малой огнестойкости Д. при необходимости пропитывают антипиренами .
Как конструкционный материал Д. широко применяется в строительстве (деревянные конструкции, столярные детали), на ж.-д. транспорте и линиях связи [шпалы, опоры линий электропередач (ЛЭП)], в горной промышленности (крепь), в машино- и судостроении, в производстве мебели, музыкальных инструментов, спортинвентаря; как сырьё в целлюлозно-бумажной промышленности и для др. видов химической переработки (например, гидролиз , сухая перегонка), а также как топливо. О заготовке Д. см. в ст. Лесозаготовки .
Таблица 3. - Электрические и акустические свойства древесины
| Показатели | Порода | Вдоль волокон | Поперёк волокон | |
|---|---|---|---|---|
| радиальное направление |
тангенциальное направление | |||
| Удельное объёмное электросопротивление при W=8%, 10 8 ом·м |
Лиственница | 3,8 | 19 | 14,5 |
| Берёза | 4,2 | 86 | - | |
| Пробивное напряжение при W= 8-9%, кв/см |
Бук | 14 | 41,5 | 52 |
| Берёза | 15 | 59,8 | - | |
| Диэлектрическая проницаемость при W=0 и частоте 1000 гц |
Ель | 3,06 | 1,91 | 1,98 |
| Бук | 3,18 | 2,40 | 2,20 | |
| Тангенс угла потерь | Ель | 0,0625 | 0,0310 | 0,0345 |
| Бук | 0,0585 | 0,0319 | 0,0298 | |
| Скорость распространения звука, м /сек |
Сосна | 5030 | 1450 | 850 |
| Дуб | 4175 | 1665 | 1400 | |
Таблица 4. - Плотность и механические свойства малых чистых (без пороков) образцов древесины при влажности 12%
| Показатели | Порода | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Лиственница | Сосна | Ель | Дуб | Берёза | Осина | |
| Плотность, кг/м 3 | 660 | 500 | 445 | 690 | 630 | 495 |
| Предел прочности вдоль волокон, Мн/м 2 (кгс/см 2 ): при сжатии |
64,5 (645) | 48,5 (485) | 44,5 (445) | 57,5 (575) | 55,0(550) | 42,5 (425) |
| при статическом изгибе | 111,5 (1115) | 86,0 (860) | 79,5 (795) | 107,5 (1075) | 109,5(1095) | 78,0 (780) |
| при растяжении | 125,0 (1250) | 103,5(1035) | 103,0(1030) | 168,0(1680) | 125,5(1255) | |
| при скалывании радиальном |
9,9 (99) | 7,5 (75) | 6,9 (69) | 10,2(102) | 9,3 (93) | 6,3 (63) |
| тангенциальном | 9,4 (94) | 7,3 (73) | 6,8 (68) | 12,2 (122) | 11,2 (112) | 8.6 (86) |
| Ударная вязкость, кдж/м 2 (кгс·м/см 2 ) |
52 (0,53) | 41 (0,42) | 39 (0,40) | 77 (0,78) | 93 (0,95) | 84 (0,86) |
| Твёрдость, Мн/м 2 (кгс/см 2 ): торцовая..........….... |
43,5 (435) | 28,0 (285) | 26,0 (260) | 67,5 (675) | 46,5 (465) | 26,5 (265) |
| боковая......……...... | 29,0 (290) | 24,0 (245) | 18,0 (180) | 52,5 (525) | 35,0 (350) | 20,0 (200) |
Б. Н. Уголев.
Эта статья или раздел использует текст Работа добавлена на сайт сайт: 2016-03-13">№10 ">.Строение древесины хвойных пород
">Древесина хвойных пород имеет довольно простое и однообразное строение. В этом легко убедиться по схеме строения древесины сосны, приведенной на рис. 12. В состав древесины хвойных пород входят трахеиды и паренхимные клетки. Проводящую функцию выполняют ранние трахеиды, механическую поздние трахеиды и запасающую функцию паренхимные клетки. Трахеиды представляют co6oй вытянутые в длину клетки с закругленными или кососрезанными концами; они занимают почти весь объем древесины. В ранней зоне годичного слоя видны крупнополостные тонкостенные клетки, чаще всего с квадратным поперечным сечением это ранние трахеиды,образовавшиеся начале вегетационного периода; ранние трахеиды на своих радиальных стенках, главным образом у закругленных концов, имеют окаймленные поры. На радиальном разрезе окаймленная пора имеет вид двух концентрических кружков, между которыми иногда просвечивает третий. В конце вегетационного периода образуются толстостенные узкополостные поздние трахеиды. На поперечном разрезе они имеют вид прямоугольников, сплюснутых в радиальном направлении. Поздние трахеиды имеют редко расположенные щелевидные окаймленные поры, встречающиеся на радиальных и тангенциальных стенках. Зона ранних трахеид в пределах одного годичного слоя постепенно переходит в зону поздних трахеид. Четкая граница наблюдается между поздней древесиной одного годичного слоя и ранней древесиной другого слоя (граница годичных слоев).
">Паренхимные клетки в древесине всех хвойных пород входят в состав сердцевинных лучей и у некоторых пород окружают смоляные ходы. Сердцевинные лини у хвойных пород с помощью микроскопа обнаруживаются на всех трех разрезах. Сердцевинные лучи видны на поперечном срезе как полоски, состоящие из клеток, расположенных перпендикулярно границе годичного слоя. На радиальном срезе лучи замены и виде довольно высоких полосок, пересекающих под прямым углом трахеиды. На тангенциальном срезе сердцевинные лучи представлены цепочками клеток, располагающимися вдоль трахеид. Смоляные ходы. В древесине некоторых хвойных пород (сосна, кедр, лиственница, ель) чаще всего в поздней зоне годичного слоя встречаются более или менее крупные вертикальные заполненные смолой каналы - смоляные ходы. Смоляные ходы состоят из трех слоев клеток: внутреннего слоя выстилающих клеток эпителия, мертвых клеток, заполненных воздухом, и клеток (живых) сопровождающей паренхимы. Вертикальные смоляные ходы на продольных срезах имеют вид длинного параллельного трахеидам канала с примыкающими к нему паренхимными клетками. Кроме вертикальных, имеются горизонтальные смоляные ходы, которые состоят только из эпителия и слоя мертвых клеток и располагаются в многорядных (по ширине) сердцевинных лучах. Горизонтальные смоляные ходы чаще всего можно наблюдать на тангенциальных разрезах.
">№11 ">. ">Строение древесины лиственных пород
">В древесине лиственных пород, отличающихся от хвойных более сложным строением, на каждую функцию приходится по два, а иногда и более анатомических элемента.
">Проводящую функцию в древесине лиственных пород выполняют сосуды. В зависимости от характера расположения сосудов по ширине годичного слоя различают породы с коль-цесосудистой и рассеяннососудистой древесиной.
">Крупные сосуды у кольцесосудистых пород располагаются в ранней зоне в один-два ряда. Мелкие сосуды располагаются в поздней зоне, они собраны в группы, создающие тот или иной характерный рисунок.
">У рассеяннососуднстых пород сосуды чаще всего мелкие и распределены равномерно по всему годичному слою, иногда они собраны в группы по два или более сосуда.
">Сосуды представляют собой вертикальные трубки, составленные члеников тонкостенных широкополостных клеток. Нижние и верхние стенки этих клеток частично или полностью растворяются. При этом образуются простые (с одним или двумя отверстиями) или лестничные перфорации (ряд щелевидных отверстий). Членик с простой перфорацией характерен для крупных сосудов древесины дуба. Перфорационная пластинка в этом случае расположена почти перпендикулярно стенкам сосуда. Лестничная перфорация обычно встречается у сосудов в древесине берёзы и ольхи.
">Сосуды между собой сообщаются через округлые или многогранные окаймленные поры в стенках. Полости сосуда иногда бывают закупорены тиллами выростами паренхимных клеток. Кроме сосудов у некоторых пород (например, у дуба), проводящую функцию выполняют также сосудистые трахеиды, представляющие собой переходный элемент между типичными трахеидами и члениками сосудов.
">Волокна либриформа составляют основную массу древесины лиственных пород и выполняют механическую функцию. Волокна либриформа представляют собой сильно вытянутые по длине узкополосные клетки с толстыми стенками, в которых имеются редко расположенные простые щелевидные поры. Иногда встречаются волокнистые трахеиды (например, у груши).
">Волокна либриформа, волокнистые и сосудистые трахеиды по внешнему виду очень схожи. Паранхимные клетки выполняют запасающую функцию и образуют две системы горизонтальную (сердцевинные лучи) и вертикальную (древесная паренхима). Сердцевинные лучи по ширине могут состоять из одного или нескольких рядов паренхимных клеток. Широкие сердцевинные лучи дуба включают до 30 рядов. У некоторых пород (ольха, граб) встречаются ложноширокие сердцевинные лучи представляющие собой пучок узких лучей, близко расположенных друг от друга и отделенных только волокнами либриформа или трахеидами (сосудов между узкими лучами нет). По высоте сердцевинные лучи включают также несколько (иногда десятки) рядов клеток. На тангенциальных срезах узкие однорядные сердцевинные лучи заметны в виде вертикальных, расположенных вдоль волокон цепочек клеток. Многорядные лучи имеют вид веретена или чечевицы.
">Древесная паренхима у лиственных пород развита значительно лучше, чем у хвойных. На продольных разрезах часто можно видеть отдельные вертикальные ряды паренхимных клеток; крайние клетки заострены, и вся совокупность клеток воспринимается как волокно, разделенное перегородками. Такое образование носит название тяжа древесной паренхимы. Кроме того, встречается веретенообразная паренхима, отличающаяся от паренхимных тяжей отсутствием поперечных перегородок.
">№13 ">. Как и любое органическое вещество древесина имеет свой химический состав. Древесина (полностью сухая) имеет следующий химический состав: кислород 44,2%, углерод - 49,5% и водород - 6,3%. Соответственно из этих химических элементов состоят сложные органические вещества, которые входят в состав клеточной ткани древесины, лигнин, гемицеллюлоза, целлюлоза, которые составляют 90-96% массы абсолютно сухой древесины. Остальные 4-10% остаются на экстрактивные вещества, которые извлекаюися из древесины различными растворителями. Главные из них дубильные вещества и смолы. Кроме этого, в древесине содержится 0,3-1,8% массы неорганических веществ, которые вырабатываются из золы после сжигания древесины. Это соли калия, кальция, магния, натрия. Стволовая древесина дает меньше золы чем листья и кора.
">Целлюлозу из древесины получают путем отделения ее от лигнина и гемицеллюлозы. Процесс отделения целлюлозы от этих веществ основан на ее высокой стойкости к химическим соединениям и в частности к растворам кислот и щелочей, в которых менее стойкие лигнин и гемицеллюлоза переходят в раствор. Древесную же щепу варят в котлах в щелочной (сульфатный способ) или кислотной (сульфитный способ) среде при высокой (130-180°С) температуре и высоком (0,6-1,1МПа) давлении. После нескольких часов варки целлюлозу промывают, очищают, отбеливают. Целлюлоза является исходным материалом для производства ваты, бумаги, искусственных мехов, искусственных волокон (вискозный шелк, штапель) и кожи, фото- и кинопленок, целлофана, лаков, пластмасс, пороха и других материалов.
">Лигнин и гемицеллюлозу, перешедшие в раствор при варке, после дальнейшей гидролизной и химической переработки используют для получения кормовых дрожжей, этилового спирта, углекислоты, ванилина, сухого льда, фурфурола. Этиловый спирт является первичным сырьем для получения уксуса, искусственного каучука, эфира.
">Смола, находящаяся в стволе хвойных пород, имеет слабую связь с тканью древесины, благодаря этому свойству она сравнительно легко извлекается. Извлечение смолы выполняют либо экстракцией сильно осмоленной древесины, либо подсочкой растущего дерева. При экстракционной переработке древесины смолистые вещества сначала растворяют в бензине, а затем полученный экстракт разгоняют на канифоль и скипидар. При подсочке делают поверхностные раны на стволе живого дерева, из которых вытекает смола живица. В результате переработки живицы получают канифоль и скипидар.
">Канифоль используется для изготовления лаков, получения мыла, красок, эфиров, линолеума, а также применяют во многих отраслях (кожевенной, кабельной, резиновой, нефтяной) промышленности. Скипидар используют в медицине, применяют как растворитель для лаков и красок, а также как сырье для производства других продуктов.
">Дубильные вещества (танниды) - получают из измельченной коры и древесины экстрагированием горячей водой. Дубильные вещества используют в кожевенной промышленности для дубления кож, придавая ей гибкость, мягкость, стойкость к гниению и набуханию. Танниды можно растворить в спирте и воде при соединении с солями различных металлов в результате чего получить красители различных оттенков от светло-желтых до иссиня-черных, применяемых для глубокого крашения древесины.
">№5+6. "> Основные признаки при определении породы наличие ядра, ширина заболони и степень резкости перехода от ядра к заболони; степень видимости годичных слоев, разница между ранней и поздней древесиной; наличие и размеры сердцевинных лучей; размеры сосудов; наличие смоляных ходов, размеры и количество их. Дополнительные признаки цвет, блеск, текстура (рисунок), плотность и твердость.
">Вначале необходимо установить, к какой группе древесных пород относится данный образец: хвойным, лиственным кольце-сосудистым или рассеянно-сосудистым.
">К хвойным породам относятся такие, у которых хорошо заметны годичные слои из-за того, что поздняя древесина темнее ранней. У хвойных пород нет сосудов, сердцевинные лучи очень узкие и невооруженным глазом не видны. Некоторые хвойные породы содержат смоляные ходы.
">К лиственным кольце-сосудистым относятся породы с хорошо заметными годичными слоями. В ранней древесине годичных слоев этих пород крупные сосуды образуют сплошное кольцо отверстий, хорошо видимое простым глазом, в плотной поздней древесине видны рисунки, образованные скоплениями мелких сосудов. Сердцевинные лучи видны у большинства пород. Эти породы ядровые.
">К лиственным рассеянно-сосудистым относятся породы, у которых годичные слои видны плохо; сосуды на поперечном разрезе не образуют сплошного кольца, а расположены равномерно по всей ширине годичного слоя. У некоторых пород видны сердцевинные лучи.
">Основными макроскопическими признаками при определении породы древесины являются:
"> ■ ;font-family:"Cambria""> наличие ядра;
"> ■ ;font-family:"Cambria""> ширина заболони и степень резкости перехода от заболони к ядру;
"> ■ ;font-family:"Cambria""> степень видимости годовых слоев;
"> ■ ;font-family:"Cambria""> различие в окраске ранней и поздней древесины;
"> ■ ;font-family:"Cambria""> наличи ">е и размеры сердцевинных лучей;
"> ■ ;font-family:"Cambria""> наличие сердцевинных повторений;
"> ■ ;font-family:"Cambria""> размеры сосудов и характер их группировки;
"> ■ ;font-family:"Cambria""> наличие смоляных ходов, их размеры и количество
;font-family:"Cambria"">№8. ;font-family:"Cambria""> Виды клеток древесины.
;font-family:"Cambria"">Клетки, составляющие древесину, разнообразны по форме и величине. Различают два основных вида клеток: клетки, имеющие длину волокон 0,5-3 мм, диаметр 0,01-0,05 мм, с заостренными концами - прозенхимные и клетки меньших размеров, имеющие вид многогранной призмы с примерно одинаковыми размерами сторон (0,01-0,1 мм),- паренхимные.
;font-family:"Cambria"">Паренхимные клетки служат для отложения запасных питательных веществ. Органические питательные вещества в виде крахмала, жиров и других веществ накапливаются и хранятся в этих клетках до весны, а весной они направляются в крону дерева для образования листьев. Ряды запасающих клеток расположены у дерева по радиусу и входят в состав сердцевинных лучей. Количество их в общем объеме древесины незначительно: у хвойных пород 1-2%, у лиственных - 2-15%.
;font-family:"Cambria"">Основная масса древесины всех пород состоит из клеток прозенхимных, которые в зависимости от выполняемых ими жизненных функций разделяются на проводящие и опорные, или механические. Проводящие клетки v растущего дерева служат для проведения из почвы в крону воды с растворами минеральных веществ; опорные создают механическую прочность древесины.
;font-family:"Cambria"">Ткани древесины.
;font-family:"Cambria"">Клетки одинакового строения, выполняющие одни и те же функции, образуют ткани древесины. В соответствии с назначением и видом клеток, из которых состоят ткани, различают: запасающие, проводящие, механические (опорные) и покровные ткани.
;font-family:"Cambria"">Запасающие ткани состоят из коротких запасающих клеток и служат для накопления и хранения питательных веществ. Запасающая ткань состоит из паренхимных клеток, которые часто называют древесной паренхимой.
;font-family:"Cambria"">Проводящие, или сосудистые, ткани состоят из вытянутых тонкостенных клеток с широкими внутренними просветами; клетки, расположенные одна над другой, соединяются друг с другом, создавая сосуды-трубки, через которые влага, впитанная корнями, проходит к листьям. Длина сосудов в среднем около 100 мм; у некоторых пород, например у дуба, сосуды достигают 2-3 м длины. Диаметр сосудов колеблется от сотых долей миллиметра (у мелкососудистых пород) до 0,5 мм (у крупнососудистых).
;font-family:"Cambria"">Механические (опорные) ткани состоят из длинных толстостенных клеток с малыми внутренними просветами, с длинными заостренными концами. Эти ткани способны сопротивляться механическим воздействиям. Механическая ткань самая прочная и наиболее устойчивая против загнивания. Чем больше этой ткани, тем древесина плотнее, тверже, прочнее. Механические ткани называют либриформом.
;font-family:"Cambria"">Покровные ткани находятся в коре и выполняют защитную роль.
;font-family:"Cambria"">№12. ;font-family:"Cambria""> Одревеснение, или лигнификация процесс одревеснения стенок некоторых растительных клеток. Стенки клеток пропитываются лигнином (полимер фенольной природы). Одревеснение характерно для клеток вторичной ксилемы (проводящая ткань), но может встречаться и в других клетках и тканях. Благодаря лигнину клетка теряет пластичность, становится очень прочной. Стволы деревьев благодаря лигнификации могут удерживать массу деревьев и т.д. У древесных растений, у многих кактусов основная масса лигнифицированных клеток находится в центре стебля и корня.
;font-family:"Cambria""> Лигнификация характерна для склерофитов (растения засушливых мест обитания), происходит минимализация испарения воды.
;font-family:"Cambria"">Опробковение, или суберинизация процесс отложения суберина в клеточных оболочках. Суберин это глицерид феллоновой и других насыщенных жирных кислот.
;font-family:"Cambria""> Когда оболочки клеток пропитываются суберином, то клетки и ткани становятся непроницаемыми для воды, газов, грибной инфекции и т.д. То есть, суберинизация имеет большое биологическое значение. Обычно опробковевшие клетки приурочены к периферическим тканям стебля и корня, защищают их от потери воды, от грибов, вирусов, бактерий и т.д. Кроме того, опробковевшие клетки более пластичны, что необходимо некоторым стеблям кактусов во время остановки роста, клетки пробки проще слущиваются и т.д.
">№14 ">. Гидролизное производство основано на свойстве полисахаридов, составляющих около 70 % массы растений на суше, подвергаться гидролитическому расщеплению до моносахаридов под действием воды в присутствии минеральных кислот.
">Товарными продуктами гидролизного производства являются: кормовые белковые дрожжи, фурфурол, этиловый спирт, углекислота, ксилит.
">Гидролиз древесины проводится разбавленной серной кислотой концентрацией 0,2-1 %, при температуре 180-190° С и давлении 1-1,5 МПа без регенерации кислоты.
">Гидролиз древесины проводят в стационарных гидролиз аппаратах, работающих под давлением. В промышленности применяют гидролиз аппараты вместимостью от 18 до 160 м3, изготавливаемые в последнее время из кислотоупорной стали. Гидролиз аппарат представляет собой вертикальный цилиндрический стальной сосуд сварной конструкции со сферической верхней и конической нижней частями.
">Процесс гидролиза древесины состоит из операций загрузки в аппарат измельченного сырья, закачки кислоты, подогрева содержимого аппарата, собственно перколяции, промывки лигнина водой, отжима остатка гидролизата и удаления лигнина из гидролиз аппарата.
">№15. "> Термическое разложение (пиролиз) древесины это разложение древесины без доступа воздуха под действием высокой температуры. В результате этого процесса получаются твердые, жидкие и газообразные продукты. Твердые продукты остаются в виде древесного угля в аппарате, в котором ведется пиролиз, а жидкие и газообразные продукты выделяются совместно в виде парогазовой смеси. Парогазовую смесь разделяют путем охлаждения на конденсат (жижку) и неконденсирующиеся газы. Жижку перерабатывают на уксусную кислоту, метиловый спирт, смолу и другие продукты (см. главы 46), а неконденсирующиеся газы сжигают как топливо.
">Древесина обладает небольшой теплопроводностью, которая зависит от характера пористости, направления волокон, от породы и объемного веса дерева, влажности и температуры. Теплопроводность дерева вдоль волокон в 1,8 раза выше, чем поперек волокон. Теплопроводностью древесины называется ее способность проводить тепло через всю толщу от одной поверхности к другой. Полости, межклеточные и внутриклеточные пространства в сухой древесине заполнены воздухом, который является плохим проводником теплоты. Благодаря низкой теплопроводности древесина получила широкое распространение в строительстве.
">Она повышается с увеличением его влажности и объемного веса, так как при этом уменьшается количество воздуха, содержащегося в порах древесины. В среднем теплопроводность ее равна 0,150,25 ккал/м*ч*град.
">Плотная древесина проводит теплоту несколько лучше рыхлой. Влажность древесины повышает ее теплопроводность, так как вода по сравнению с воздухом является лучшим проводником теплоты. Кроме того, теплопроводность древесины зависит от направления ее волокон и породы. Например, теплопроводность древесины вдоль волокон примерно вдвое больше, чем поперек.
">К = S (1,39 + 0.028 MC) + 0.165
">где К коэффициент теплопроводности, S плотность, а МС уровень влажности в %. Т.е. увеличение плотности и уровня влажности ведёт к повышению теплопроводности, или к потере теплоизоляционных качеств.
">№16. "> Экстрактивные вещества определяют цвет, запах, вкус, стойкость древесины к загниванию, огнестойкость и проницаемость влаги (гигроскопичность). Они служат сырьем для многих очень нужных веществ красок, эфирных масел, жиров и пр. В зависимости от породы, условий произрастания и заготовки в древесине содержится 5-30% экстрактивных веществ. Золообразующих веществ в древесине немного 0,1 - 3%.
">Основными экстрактивными веществами древесины являются смолистые вещества, дубильные вещества и камеди.
">Вытекающая при ранениях соснового дерева живица представляет прозрачную смолистую жидкость с приятным сосновым запахом. В ее состав входят смоляные кислоты, нейтральные вещества, терпеновые углеводороды. Очистка живицы и ее переработка на канифоль и скипидар осуществляется в канифольнотерпентинном производстве.
">В древесине срубленных деревьев, особенно в пневом осмоле (в пнях, простоявших в земле несколько лет после рубки деревьев), состав смолистых веществ существенно отличается от состава живицы. Кроме смоляных кислот и терпеновых углеводородов, они содержат продукты их окисления (окисленные смоляные кислоты и терпеновые спирты), а также жирные кислоты. Извлечение смолистых веществ из осмола органическими растворителями (обычно бензином) и их переработка на канифоль и скипидар проходят в экстракционном производстве. Извлечение смолистых веществ из осмола может быть произведено также разбавленным раствором едкого натра.
">Дубильные вещества. Многие древесные растения содержат дубильные вещества в древесине или в коре; из них на дубильноэкстрактовых заводах получают водные вытяжки дубильные экстракты. Древесина дуба содержит 46 % дубильных веществ (таннидов), кора дуба и ивы 814, ели 712, лиственницы 8 16%. Кроме таннидов, в воде растворяются и недубильные вещества (нетанниды). Содержание таннидов в экстракте, выраженное в процентах от массы сухого экстракта, называют его доброкачественностью. Доброкачественность дубового и лиственничного экстракта равна 6070%, ивового и елового 5060%.
">Для получения дубильных экстрактов сырье измельчают и экстрагируют горячей водой в батарее диффузоров (экстракторов) по принципу противотока. Дубильные экстракты могут выпускаться трех видов жидкие, тестообразные и твердые. Их используют в кожевенном производстве для превращения необработанной шкуры животного в кожу, т. е. для придания ей гибкости, мягкости, стойкости против загнивания и против набухания в воде.
">Еще более высокую влажность имеет проэкстрагированная кора. На ряде заводов ее отжимают на прессах и используют в качестве топлива. Камеди. Камедями называют полисахариды древесины, растворимые в воде. Лиственничная камедь имеет клеящие свойства и применима в текстильной, спичечной и полиграфической промышленности. Она может быть извлечена из древесины лиственницы, измельченной в мелкую щепу, горячей водой при 80 °С или же 0,2%ным раствором уксусной кислоты при 30 °С в батарее экстракторов. Выход камеди в зависимости от возраста деревьев и других условий, составляет 820%, в среднем 12 % от абсолютно сухой древесины.
">№17. "> Плотность древесины-отношение массы древесины к обьему Рw=Mw/Vw
">Плотность зависит от породы и влажности, обычно определяется по таблице.
">Между плотностью и прочностью древесины существует тесная связь. Более тяжелая древесина, как правило, является более прочной.
"> Величина плотности колеблется в очень широких пределах. По плотности при влажности 12% древесину можно разделить на три группы:
">породы с малой плотностью (510 кг/м3 и менее): сосна, ель, пихта, кедр, тополь, липа, ива, ольха, каштан, орех;
">породы средней плотности (550...740 кг/м3): лиственница, тис, береза, бук, вяз, груша, дуб, ильм, карагач, клен, платан, рябина, яблоня, ясень;
">породы с высокой плотностью (750 кг/м3 и выше): акация белая, береза железная, граб, самшит, саксаул, фисташка, кизил.
">а) Плотность древесинного вещества pд.в., г/см, т.е. плотность материала клеточных стенок, равна: pд.в. = mд.в. / vд.в., где mд.в. и vд.в. - соответственно масса, г, и объем, см3, древесинного вещества.
">б) Плотность абсолютно сухой древесины p0 равна: p0 = m0 / v0, где m0, v0 - соответственно масса и объём древесины при W=0%.
">в) Плотность влажной древесины: pw = mw / vw, где mw и vw - соответственно масса и объём древесины при влажности W.
">г) Парциальная влажность древесины p`w характеризует содержание (массу) сухой древесины в единице объёма влажной древесины: p`w = m0 / vw, где m0 - масса абсолютно сухой древесины, г или кг; vw - объем, см3 или м3, древесины при данной влажности W.
">д) Базисная плотность древесины выражается отношением массы абсолютно сухого образца m0 к его объёму при влажности, равной или выше предела насыщения клеточных стенок Vmax: pБ = m0 / vmax.
">№18 ">. Влажность - одна из основных характеристик древесины. При неравномерном распределении влаги при сушке древесины в ней могут образовываться внутренние напряжения, то есть напряжения, возникающие без участия внешних сил. Внутренние напряжения могут являться причиной изменения размеров и формы деталей при механической обработке древесины.
">Под влажностью древесины понимают выраженное в процентах отношение массы воды к сухой массе древесины.
">Абсолютной влажностью древесины называется отношение массы влаги, находящейся в данном объеме древесины, к массе абсолютно сухой древесины.
">Относительная влажность древесины - это отношение массы влаги, содержащейся в древесине, к массе древесины во влажном состоянии.
">Различают две формы воды, находящейся в древесине: связанную и свободную. Из них складывается общее количество влаги в древесине. Связанная (или гигроскопичная) влага содержится в клеточных стенках древесины, а свободная занимает полости клеток и межклеточное пространство. Свободная вода удаляется легче, чем связанная, и в меньшей степени влияет на деформацию и растрескивание древесины.
">По степени влажности древесину различают на следующие виды:
"> - Мокрая древесина. Ее влажность составляет более 100%. Это возможно только при условии, что древесина долгое время находилась в воде.
"> - Свежесрубленная. Ее влажность составляет от 50 до 100%.
"> - Воздушно-сухая. Такая древесина обычно долгое время хранится на воздухе. Ее влажность может составлять 15-20%, в зависимости от климатических условий и времени года.
"> - Комнатно-сухая древесина. Ее влажность обычно равна 8-10%.
"> - Абсолютно сухая. Ее влажность равна 0%.
">Способы определения древесины: Весовой способ, ">электрический способ, ">определение влажности древесины по опилкам, определение влажности древесины по стружкам, определение влажности древесины используя химический карандаш, определение влажности древесины по ощущению веса.
">№19 ">. Усушка-процесс уменьшения линейных размеров и объема древесины при уменьшении влажности.Виды усушки:
">1)Абсолютная- изменение линейных размеров пиломатериалов в величинах длины или объема.
">2)Относительная- отношение абс. усушки к размерам пиломатериала в сыром виде.
">3) Полная усушка- изменение размера пиломатериала при уменьшении влажности в древесине от предела насыщения до 0.
"> 4) Частичная усушка - изменение размеров пиломатериалов при уменьшении влажности в древесине от предела насыщения до заданной конечной влажности. Усушка древесины не одинакова в разных направлениях: в тангенциальном направлении в 1,5 - 2 раза больше, чем в радиальном.
"> Под полной усушкой, или максимальной усушкой Bmax понимают уменьшение линейных размеров и объёма древесины при удалении всего количества связанной воды.
">Формула для вычисления полной усушки, %, имеет вид:
">Bmax = (amax - amin) / amax * 100,
">где amax и amin - размер (объём) образца соответственно при влажности, равной или выше предела насыщения клеточных стенок и в абсолютно-сухом состоянии, мм (мм3).
">Разбухание- процесс увеличения линейных размеров и объема древесины при увеличении влажности в древесине. Процессы усушки и разбухания взаимообратны и связаны с удалением и поглащением только связанной влаги.
">Разбухание - отрицательное свойство древесины, но в некоторых случаях оно приносит пользу, обеспечивая плотность соединений (в бочках, чанах, судах и т.д.)
">Разбухание происходит при выдерживании древесины во влажном воздухе или воде. Это - свойство, обратное усушке, и подчиняется, в основном, тем же закономерностям. Полное разбухание, %, вычисляют по формуле: amax = (amax - amin) / amin * 100, где amax и amin - размер (объём) образца соответственно при влажности, равной или выше предела насыщения клеточных стенок, и в абсолютно сухом состоянии, мм (мм3). Так же, как и усушка, наибольшее разбухание древесины наблюдается в тангенциальном направлении поперёк волокон, а наименьшее - вдоль волокон.
">№20. "> Электропроводность древесины характеризуется ее сопротивлением прохождению электрического тока. Она зависит от породы, температуры, направления волокон и влажности древесины. Электропроводность сухой древесины незначительна, что позволяет применять ее в качестве изоляционного материала (розетки под штепсели и выключатели).
">Электрическая прочность древесины имеет значение в технике при оценке ее как электроизолирующего материала и характеризуется пробивным напряжением в вольтах на 1 см толщины материала. Электрическая прочность древесины невысока и зависит от породы, влажности, температуры и направления. С увеличением влажности и температуры электрическая прочность снижается; вдоль волокон она значительно ниже, чем поперек.
">№21 ">. ТЕПЛОВЫЕ СВОЙСТВА ДРЕВЕСИНЫ, совокупность свойств древесины, к к-рым относят теплоёмкость, теплопроводность, температуропроводность и тепловое расширение. Показателями этих свойств являются соответственно удельная теплоёмкость с, теплопроводность λ, температуропроводность а и температурный коэфф. линейного расширения α.
">Удельная теплоёмкость с определяет кол-во теплоты, поглощаемой единицей массы древесины при нагревании её на 1° С, и выражается в кДж/(кг Х °С). С повышением влажности и темп-ры удельная теплоёмкость возрастает, составляя при темп-ре 20° С 1,82,0 и 2,63,0 кДж/(кг Х °С) соответственно для сухой и свежесрубленной древесины. От породы древесины удельная теплоёмкость не зависит.
">Теплопроводность λ характеризует стационарный перенос теплоты в древесине, т. е. её теплоизоляц. способность, и выражается в Вт/(м Х °С). Она возрастает с повышением влажности, темп-ры (если она выше 0° С) и плотности древесины, а также зависит от её строения (породы) и направления теплового потока. Вдоль волокон теплопроводность примерно в два раза выше, чем поперёк. Значение К древесины поперёк волокон, напр. сосны с условной плотностью 400 кг/м3 при темп-ре 20° С, составляет 0,150,19 и 0,280,33 Вт/(м Х °С) соответственно для сухой и свежесрубленной древесины.
">Температуропроводность а характеризует нестационарный перенос теплоты в древесине, т. е. её тепловую инерцию при изменении темп-ры, и выражается в м2/с. Она связана с др. показателями Т. с. д. соотношением: а=λ/(сQ), где Q плотность древесины в кг/м3. Значение температуропроводности древесины поперёк волокон, напр. сосны с условной плотностью 400 кг/м3 при темп-ре 20 °С, составляет (1,81,9) Х 10-7 и (1,51,8) Х 10-7 м2/с соответственно для сухой и свежесрубленной древесины.
">Температурный коэфф. линейного расширения а характеризует тепловое расширение древесины и выражается в 1/°С. Диапазон изменения а вдоль волокон равен (2,55,4) Х 10-6 1/°С, а поперёк волокон на порядок выше, причём в тангенциальном направлении в 1,51,8 раза больше, чем в радиальном.
">Мн. показатели Т. с. д. при её оттаивании (или замораживании) изменяются скачкообразно: напр., удельная теплоёмкость уменьшается, теплопроводность и температуропроводность увеличиваются. Этот скачок тем больше, чем выше влажность древесины.
">№22. "> Звукопроводность древесины, характеризуемая скоростью распространения зв> ка, значительно больше, чем воздуха; она зависит от породы и направления; лучше всего звук распространяется вдоль волокон, значительно медленнее в радиальном и еще медленнее - в тангентальном направлении.
">Звукопроводность древесины в продольном направлении в 16 раз, а в поперечном в 3…4 раза больше звукопроводности воздуха. Это отрицательное свойство древесины требует при устройстве древесных перегородок, полов и потолков применения звукоизолирующих материалов. Звукопроводность древесины и ее способность резонировать (усиливать звуки без искажения тока) широко используется при изготовлении музыкальных инструментов. Повышенная влажность древесины понижает ее звукопроводность.
">Способность древесины резонировать (усиливать звук без искажения тона) имеет чрезвычайно важное значение в музыкальной промышленности и используется при изготовлении из нее дек музыкальных инструментов. Способность древесины резонировать, согласно исследованиям Н. Н. Андреева, зависит от сопротивления звуковому излучению и внутреннего трения: чем выше первая величина и чем меньше вторая, тем выше способность резонировать.
">№23 ">. Твердость древесины, то есть способность сопротивляться обработке режущим инструментом и вообще проникновению в нее другого тела, зависит от породы древесины, ее объемного веса и влажности. От твердости древесины зависит ее способность сопротивляться истиранию. По степени твердости древесину делят на шесть классов:
">1 класс - очень твердые породы (самшит, кизил);
">2 класс - твердые (граб, груша, ясень);
">3 класс - умеренно твердые (дуб, бук, клен);
">4 класс - умеренно мягкие (береза, вяз, лиственница);
">5 класс - мягкие (сосна, ель, ольха, каштан);
">6 класс - очень мягкие (липа, осина).
">Прочность древесины - способность ее сопротивляться воздействующим усилиям зависит от ряда причин. Плотная, тяжелая древесина обычно обладает большой прочностью. С увеличением влажности прочность значительно снижается, особенно при наличии в древесине пороков.
" xml:lang="en-US" lang="en-US">Упругость - способность древесины изменять свою форму под воздействием внешних сил и принимать первоначальную форму после прекращения действия этих сил.
" xml:lang="en-US" lang="en-US">Пластичность - способность древесины изменять (без разрушения) под давлением (нагрузкой) свою форму и сохранять затем эту форму после снятия нагрузки.
">Методы испытания:
">Сжатие вдоль волокон.
">Сжатие поперек волокон.
">Растяжение вдоль волокон.
">Растяжение поперек волокон.
">Прочность древесины при статическом изгибе.
">Прочность древесины при сдвиге.
">№24. "> Недостатки отдельных участков древесины, снижающие ее качество и ограничивающие возможность ее использования, называют пороками древесины. Они могут быть следствием неправильного роста древесины, разрушения ее тканей грибками, насекомыми, механическим воздействием, а также вызваны неправильным хранением.
">Естественные пороки (в отличие от дефектов обработки) образуются в процессе роста дерева из-за неблагоприятных климатических условий и места произрастания, случайных механических повреждений, естественного старения, деятельности микроорганизмов, насекомых-вредителей и птиц. Влияние порока на качество древесины определяется его видом, размерами, расположением и назначением пиломатериала. Многие пороки древесины используются в декоративных целях, в изготовлении мебели и других изделий.
">Классификация пороков согласно ГОСТу:
">№25. ">Сучок это часть ветви, заключённая в древесине ствола.
">Основные характеристики сучков: расположение, форма, степень срастания с древесиной, состояние древесины сучка, цвет.
">Основные группы сучков:
">1. Открытый сучок. Сучок, выходящий на боковую поверхность круглого лесоматериала
">2. Круглый сучок.
">3. Овальный сучок.
">4. Продолговатый сучок.
">5. Пластевой сучок.
">6. Кромочный сучок.
">7. Ребровый сучок.
">8, Торцовый сучок.
">9. Сшивной сучок. Сучок,
">10. Разбросанные сучки.
">11. Групповые сучки.
">12. Разветвленные сучки.
">13. Сросшийся сучок.
">14. Частично сросшийся сучок.
">15. Несросшийся сучок
">16. Выпадающий сучок.
">17. Здоровый сучок.
">18. Светлый здоровый сучок.
">19. Темный здоровый сучок.
">20. Здоровый сучок с трещинами
">21. Загнивший сучок
">22. Гнилой сучок
">23. Табачный сучок
">24. Односторонний сучок
">25. Сквозной сучок
">26. Заросший сучок
">№26. ">Трещины это продольные разрывы древесины, возникающие, как правило, под действием внутренних напряжений, превосходящих предел ее прочности при растяжении поперек волокон.
">Метиковая трещина или метик радиально направленная трещина в ядре, отходящая от сердцевины и имеющая значительную протяжённость вдоль ствола, но не доходящая до его периферии. Идёт от комля до зоны живых сучков. Возникает в растущем дереве и увеличивается при сушке. Если метик идёт внутри ствола в одной плоскости, то он называется согласным, если он идёт по спирали и выходит на другой торец направленным по-другому, то он называется несогласным.Бывает крестообразный метик, метиковатое дерево, метиковатый лес.
">Отлупная трещина или отлуп трещина, проходящая между годичными слоями, возникающая в ядре растущего дерева вследствие высыхания сердцевинной части и нагревания наружных слоёв. Встречается в древесине всех пород, но особенно часто у дуба, осины, тополя, пихты, ели. В пиломатериалах на торце выглядит как трещина-луночка, а на боковых поверхностях в виде продольных трещин или продольных желобчатых углублений.
">Морозная трещина или морозобоина возникает в растущем дереве во время мороза в результате неравномерного охлаждения почвы и разных слоёв древесины содержащих влагу и не содержащих её. Также причиной её образования может быть удар молнии. Молодая трещина выглядит снаружи как простая продольная трещина, бесследно смыкающаяся при тёплых температурах; старая как валик вдоль дерева с открывающейся или заросшей внутренней трещиной.
">Трещина усушки радиальная трещина, возникающая в срубленной древесине при сушке, длина короче, чем у метиковых и морозобойных, обычно не более 1 м; глубина также меньше.
">Также трещины классифицируются по длине, глубине и положению на пиломатериале.
">№27. ">В группу пороков формы ствола входят сбежистость, закомелистость, овальность, наросты и кривизна. Диаметр ствола деревьев постепенно от комля к вершине уменьшается. Такое уменьшение называется сбегом. Если диаметр резко уменьшается, это считается пороком.
">Сбежистость порок древесины, при котором диаметр ствола дерева уменьшается более, чем на 1 см на каждый метр высоты ствола.
">Закомелистость это резкое увеличение диаметра нижней части ствола. Она затрудняет использование материала, увеличивает количество отходов, вызывает появление наклона волокон в пиломатериалах.
">Овальность форма поперечного сечения торца круглого ствола дерева, у которого больший диаметр не менее чем в полтора раза превышает меньший.
">Овальность увеличивает количество отходов при лущении.
">Нарост местное утолщение ствола дерева, которое может быть гладким или с неровной поверхностью и свилеватым строением древесины, которое называют капами. Наросты считают условным пороком. В древесине, применяемой как конструкционный материал, это порок. Для художественной отделки мебели свилеватые капы ценная часть древесины.
">Кривизна это искривление ствола дерева по длине. Она уменьшает полезный выход пиломатериалов и шпона.
">№28 ">. "> ">К группе пороков строения древесины относятся следующие пороки.
">Наклон волокон это отклонение направления от продольной оси бревна или пиломатериала. Наклон волокон может быть тангентальный, хорошо видимый на цилиндрической поверхности окоренного бревна (он связан со спиралеобразным расположением волокон в растущем дереве) и радиальный, вызванный сбегом ствола и хорошо заметный на радиальных распилах пиломатериалов. Радиальный наклон волокон зависит от строения древесины и от направления плоскостей пропилов относительно направления волокон при раскрое. Этот порок древесины снижает прочность пиломатериала, увеличивает усушку вдоль волокон и приводит к крыловатости при сушке. Качество механической обработки заготовок из древесины с наклоном волокон ухудшается.
">Свилеватость это извилистое или беспорядочное расположение волокон. Свилеватость снижает прочность при растяжении, сжатии и изгибе и повышает прочность при скалывании и ударном изгибе. Она создает красивую текстуру и высоко ценится при декоративной отделке, поэтому ее считают условным пороком.
">Завиток местное искривление волокон (чаще всего около сучков). Снижение прочности древесины зависит от размеров и формы завитка и площади материала, занятого им.
">Крень ненормально усиленное развитие поздней зоны древесины. Образуется она в сжатой зоне изогнутых стволов хвойных пород древесины. У лиственных пород подобное строение, встречающееся в растянутой зоне искривленных или наклоненных стволов, называется тяговой древесиной.
">Глазки следы неразвившихся в побег (заросших в древесину) спящих почек.
">Засмолок участок древесины, обильно пропитанный смолой. Обычно засмолок образуется в результате ранения ствола хвойных пород древесины. Засмоленная древесина более стойка к загниванию, но хуже отделывается и склеивается.
">Кармашек полость внутри ствола, заполненная смолой. Встречаются кармашки у хвойных пород древесины, чаще всего у ели. Из открытого кармашка на поверхности пиломатериалов смола вытекает, образуя полости. При малых размерах деталей и больших размерах кармашка прочность древесины снижается на 10-15% при растяжении и сжатии вдоль волокон.
">Прорость это омертвевший участок древесины или коры, частично или полностью заросший в стволе дерева. Прорость нарушает целостность древесины и сопровождается искривлением годичных слоев.
">№29. ">Поражение грибами- биологические поражения, вызванное грибами.
">Грибы- растения без хлорофилла, питающиеся органическими веществами. Могут ухудшать механические свойства древесины или влиять на внешний вид.
">Микробы- грибы, принадлежащие к классу аскомицетов, обладающие мелкими спорами.
">Грибные ядровые пятна- ненормально окрашенные участки ядра без понижения твердости древесины, возникающие в растущем дереве под воздействием деревоокрашивающих и(или) дереворазрушающих грибов. Наблюдается на торцах в виде пятен разной величины и формы (лунок, колец и концентрированной зоны сплошного поражения центральной части ствола, иногда с выходом на периферию) бурого, красноватого, серого и серо- фиолетового цвета; на продольных разрезах - в виде вытянутых пятен и полос тех же цветов.
">Плесень- грибница и плодоношения плесневых грибов на поверхности древесины, в виде отдельных пятен или сплошного налета.
">Заболонные грибные окраски- ненормально окрашенные участки заболони без понижения твердости древесины, возникающие в срубленной древесине под воздействием деревоокрашивающих грибов, не вызывающих образования гнили. Распространяются вглубь древесины от торцов к боковым поверхностям.
">Синева- серая окраска заболони с синеватыми или зеленоватыми оттенками, вызванная грибами.
">Цветные заболонные пятна- оранжевая, желтая, розовая (до светло-фиолетовой) и коричневая окраска заболони.
">Побурение- ненормально окрашенные участки заболони лиственных пород бурого цвета различных оттенков, различной интенсивности и равномерности, возникающие в срубленной древесине в результате развития биохимических процессов с участием грибов или без них и вызывающие некоторое понижение твердости древесины. Предшествует заболонной гнили. В пропаренной древесине не развивается. Распространяется вглубь древесины от торцов и боковых поверхностей. Наблюдается только на разрезах древесины: на торцах в виде пятен различной величины, формы (часто выклинивающихся к центру лесопродукции) и сплошного поражения заболони.
">Гниль- ненормальные по цвету участки древесины без понижения или с понижением твердости, текстуры и цвета, возникающие под действием дереворазрушающих грибов.
">Дупло- полость, возникающая в растущем дереве в результате полного разрушения древесины дереворазрушающими грибами.
">№30. " xml:lang="en-US" lang="en-US">Классификация изделий из древесины ">:
">Деталь это изделие из однородного материала, выполненное без применения сборочных операций (ножка стола, сиденье стула и т.п.).
">Сборочными единицами являются изделия, составные части которых подлежат соединению между собой на предприятии шипами, болтами, шурупами и т.д.
">Комплекс это два и более изделия, не соединенные сборочными операциями, но выполняющие взаимосвязанные функции (мебель для спальни, рабочего кабинета и т.д.).
">Комплектом называются два и более изделия, не соединенные сборочными операциями, с общим эксплуатационно-вспомогательным характером (комплект возвратной тары для упаковки мебели, оборудование для кухни и т.д.).
">Круглый лес:
">Круглые лесоматериалы это отрезки стволов древесины, очищенные от сучьев и спиленные под прямым углом к продольной оси. Круглые лесоматериалы подразделяются по породам (хвойные и лиственные), по назначению (используемые в круглом виде и для распиливания (пиловочник) и по толщине.
">Пиломатериалы:
">Пиломатериалы получают продольной распиловкой бревен. Их ассортимент характеризуется следующими видами изделий:
">Пластины распиленные вдоль волокон на две равные части бревна;
">четвертины распиленные по двум взаимно перпендикулярным направлениям бревна;
">Доски пиломатериалы толщиной до 100 мм и шириной более двойной толщины, могут быть обрезными и необрезными;
">Бруски толщина их до 100 мм, ширина не превосходит двойную толщину;
">Брусья крупный пиломатериал, шириной и толщиной от 100 до 250 мм, они могут быть двухкантными (опиленными с двух сторон) или четырехкантными (опиленными с четырех сторон);
">Горбыль срезанная при распиловке узкая часть бревна, обычно с корой.
">Полуфабрикаты и готовые изделия
">Полуфабрикаты и готовые изделия включают следующий ассортимент:
">Фанеру слоистый древесный материал, склеенный из трех и более слоев листов лущеного шпона;
">Фанеру декоративную облицована пленочными или другими декоративными покрытиями;
">Стоолярные плиты щиты, склеенные из реек древесины хвойных пород и березы и оклеенные с обеих сторон двумя слоями лущеного шпона;
">Плиты древесностружечные получают их методом горячего прессования древесных частиц со связующими веществами;
">Древесноволокнистые плиты изготавливают из древесины хвойных и лиственных пород, а также из тростника и льняной костры с добавлением других наполнителей и связующих веществ.
">№31. "> ТОВАРОВЕДЕНИЕ ЛЕСНОЕ, научная дисциплина, изучающая потребительские свойства лесных товаров (продукции лесной, деревообр. и целл.-бум., лесохимич. пром-сти и продукции побочного пользования лесом). Т. л. разрабатывает классификацию и стандартизацию лесных товаров, факторы, обусловливающие их качество, методы учёта, контроля и оценки товаров; закономерности формирования сортимента и структуры лесных товаров; условия повышения качества продукции лесного комплекса и его сохранения в процессе транспортировки, эксплуатации и потребления.
">В рамках стандартизации и квалиметрии (количеств. методов оценки качества продукции) лесной продукции Т. л. рассматривает вопросы маркировки, приёмки, транспортировки, укладки, хранения, обмера, учёта и проверки качества круглых лесоматериалов, продукции лесопиления, фанеры, древесных плит и т. д.
"> Осн. место среди лесных товаров занимает продукция из древесины, к-рая может быть разделена на след. группы: продукция лесозаготовит. пром-сти, лесопильной пром-сти, деревообрабатывающей (включая мебельную), фанерной пром-сти; продукция спец. произ-в (спичечного, лыжного, древесностружечных и древесноволокнистых плит и т. д.); продукция целл.-бум., лесохимич. и гидролизной пром-сти. В связи с выпуском в значит. кол-ве лесной продукции недревесного происхождения (пушнина, плоды и ягоды, грибы, сахаристые соки, мёд, живица, лекарств. и технич. сырьё, корма и т. д.) Т. л. уделяет внимание и этим видам лесных товаров.
">Т.-л. направлено на рациональное, комплексное использование лесных ресурсов, их всемерную экономию. Для определения показателей качества лесных товаров в Т. л. используются гл. обр. измерительный и расчётный методы, в нек-рых случаях внеш. осмотр и экспертная оценка качества товаров. Напр., пороки древесины не всегда могут быть точно измерены инструментально, но могут быть установлены путём осмотра. Науч. изыскания в области Т. л. ведут такие ин-ты, как ВНИИЛМ, МЛТИ, ЛенНИИЛХ, ЛТА и др.
">№32. "> СТАНДАРТИЗАЦИЯ ЛЕСОМАТЕРИАЛОВ, разработка и применение стандартов, определяющих рациональные типоразмеры и качество лесоматериалов, выпускаемых пром-стью с учётом требований нар. х-ва и перспектив его развития.
">Лесоматериал определенного установленного назначения называют сортиментом. Под качеством того или иного сортимента подразумевается совокупность свойств, удовлетворяющих определенным требованиям в соответствии с его назначением. Чем полнее сортимент удовлетворяет предъявляемым к нему ГОСТом требованиям, тем выше его качество.
">В стандартах на различные виды круглых лесоматериалов отражаются следующие тех. требования к сортиментам: обязательно порода древесины, размеры, допуски и припуски к номинальным размерам, качество обработки, сорт, пороки древесины и их допускаемые размеры, технические свойства самой древесины (без пороков). Кроме того, ГОСТ 2292 (СТ СЭВ 813) регламентирует правила маркировки, сортировки, транспортирования, обмера, учета и приемки лесоматериалов. Хранение лесоматериалов производится согласно требованиям ГОСТ 9014.0.
">По качеству круглые лесоматериалы разбиты унифицированными стандартами на четыре сорта. В пределах каждого сорта даны общие для всех сортиментов нормы допуска пороков древесины, что облегчает работу разметчиков, раскряжевщиков и бракеров и способствует более рациональной раскряжевке хлыстов и повышению качества выпускаемой продукции. Однородность качественных признаков в пределах каждого сорта для многих сортиментов дает возможность лесозаготовительным предприятиям лучше маневрировать имеющимися на складе запасами древесины при ее отгрузке. В случае совпадения породного состава, размеров, сортов и цены одни сортименты могут быть заменены другими.
">№33. "> Стандарты должны обеспечить:
"> -правильное понимание и однозначное толкование специальных терминов,
"> относящихся к лесоматериалам;
"> -точное изложение покупателями требований к лесоматериалам;
"> -возможно более полную характеристику продавцами полезных свойств
"> продаваемых лесоматериалов;
"> -правильное распознавание и точное измерение признаков, используемых при
"> контроле качества лесоматериалов;
"> -применение методов измерения размеров и объема, обеспечивающих близкие к
"> истинным значения и экономное использование древесины при переработке.
">Класс качества А
">Первоклассные лесоматериалы, в основном соответствующие комлевым бревнам с чистой древесиной без пороков или с минимальными дефектами и с минимальными ограничениями по использованию.
">Класс качества В
">Лесоматериалы от среднего до первого качества без специальных требований к чистой древесине, сучки допускаются в такой степени, какая является средней для каждой породы.
">Класс качества С
">Лесоматериалы от среднего до низкого качества, допускаются значения всех характеристик качества несколько ниже, чем обычные значения.
">Класс качества D
">Лесоматериалы, которые могут быть распилены с полезным использованием древесины, которая не соответствует классам А, В, С.
">№34. Круглые лесоматериалы толщиной 14 см и более (стройлес, столбы для опор линий электропередач, пиловочник) должны маркироваться поштучно согласно ГОСТ 2292-88.
"> Маркировка наносится на верхний (тонкий) торец лесоматериалов водостойкими красками или мелками, стойкими к атмосферным воздействиям. Маркировка должна содержать обозначение сорта и толщины лесоматериалов.
"> Сорт проставляется арабскими (1, 2, 3) или римскими (I, II, III) цифрами.
"> Диаметр лесоматералов указывается арабскими цифрами
"> 0 соответствует диаметру 20, 30, 40 см и т. д.
"> 2 соответствует диаметру 22, 32, 42 см и т. д.
"> 4 соответствует диаметру 14, 24, 34 см и т. д.
"> 6 соответствует диаметру 16, 26, 36 см и т. д.
"> 8 соответствует диаметру 18, 28, 38 и т. д.
">№35 ">. Количественная оценка лесоматералов заключается в определении объема принимаемой древесины и ее состава по размерам и количеству единиц.
">Большинство круглых лесоматериалов учитывается в объемных мерах. За единицу объема древесины принят кубический метр.
">Различают плотный кубический метр, под которым подразумевается объем одного кубического метра самой древесины, и складочный метр, т. е. количество древесины, заключенное в одном кубическом метре пространства. В складочном м3 между отдельными штуками древесины всегда имеются воздушные пространства, как бы плотно мы их ни укладывали. Поэтому в складочном м3 древесины всегда меньше, чем в плотном.
">Объем круглых лесоматериалов, полученных из вершинной части ствола с повышенной сбежестостью определяют по таблице № 4 того же ГОСТа.
">В настоящей работе эти таблицы даны в сокращенном виде в спец. Таблицах.
">Толщину круглых лесоматериалов вычисляют как среднее арифметическое значений результатов измерений двух взаимно перпендикулярных диаметров в верхнем торце. Если место измерения диаметра лесоматериала совпадает с местным утолщением, вызванным расположением сучьев или другими пороками древесины, то диаметр измеряют двумя измерениями на одинаковом расстоянии выше или ниже от этого места и вычисляют как среднее арифметическое произведенных измерений.
">Определение объема дров, обмеряемых в складочной мере, производится по ГОСТ 3243-46
">Обмер дров производится в складочных кубических метрах (1 складочный кубический метр равен 1x1x1 м).
">Плотность кладки дров в поленницах проверяется так же, как и плотность укладки круглых деловых лесоматериалов длиной до 2-х м в штабеле.
">Коэффициент полнодревесности для большой партии дров (1000 м3 и более) средней длиной 1 м принимается при их учете в размерах: для хвойных пород 0,70; для лиственных 0,68.
">№36. "> Лесопильное производство выпускает пиленую продукцию (пилопродукцию). Пиленая продукция это продукция из древесины, получаемая при продольном делении бревен на части поперечного и продольного раскроя полученных частей. Ее выпускают в виде пиломатериалов: брусьев, брусков, досок, шпал, обапола.
">По форме и размерам поперечного сечения продукция лесопильного производства делится на виды, имеющие различные названия.
">Брус пилопродукция шириной и толщиной 100 мм и более. Двухкантный брус брус с двумя противоположными пластями, которые обработали пилением или фрезерованием. Трехкантный брус брус, имеющий три продольные обработанные пилением или фрезерованием поверхности. Четырехкантный брус брус, имеющий четыре продольные обработанные пилением или фрезерованием поверхности.
">Брусок пилопродукция толщиной до 100 мм и шириной не более двойной толщины.
">Доска пилопродукция, толщиной до 100 мм и шириной более двойной толщины.
">Обапол продукция лесопильного производства, которую получают из боковой части бревна и она имеет одну пропиленную, а другую непропиленную или частично пропиленную поверхности.
">Продукция лесопильного производства по породам делится на пилопродукцию хвойных пород (сосна, ель, кедр, пихта, лиственница) и пилопродукцию лиственных пород (мягкие лиственные береза, липа, тополь; твердые лиственные дуб, бук, вяз, граб).
">По размерам в соответствии с ГОСТ 24454 80 (для хвойных) и ГОСТ 2695 83 (для лиственных пиломатериалов), установлены градации по толщине, ширине и длине.
">Сортность определяется совокупностью пороков древесины и дефектов обработки.
">№37 ">. Длину пиломатериалов и заготовок измеряют по наименьшему расстоянию между торцами с соблюдением величины градации; ширину обрезных пиломатериалов и заготовок с параллельными кромками в любом месте по длине, где нет обзола, но не ближе 150 мм от торца; ширину необрезанных пиломатериалов посредине длины (без учета коры) и определяют как полусумму ширины пластей, при этом величины менее 5 мм не учитывают, 5 мм и более считают за 10 мм. Толщину пиломатериалов и заготовок измеряют в любом месте по длине, но не ближе 150 мм от торца.
">Объем заготовок разных сечений, предусмотренных стандартами, и пиломатериалов (досок, брусков, обрезных брусьев) определяют по таблицам объемов (ГОСТ 5306-64) в метрах кубических одной штуки или м; объем пластин и четвертин по таблицам круглых лесоматериалов (ГОСТ 2708-75) с уменьшением в 2 или 4 раза.
">Маркировке подлежат пиломатериалы длиной от м и заготовки любой длины. Условный знак сорта или группы качества наносят на один из торцов или на пласть отбойным клеймом либо несмываемой краской. На торец пиломатериалов и заготовок толщиной до 25 мм наносят вертикальные полосы, при большей толщине точки. Заготовки специального назначения маркируют с добавлением следующих букв: для обозостроения О, лыж Л, резонансные Р.
">Учет пиломатериалов производится в кубических метрах. При исчислении кубатуры пиломатериалов допускаемые отклонения в размерах в расчет не принимаются.
">№39. "> Антисептики для древесины предохраняют дерево от влаги, атмосферных воздействий, солнечного излучения, защищают древесину от гниения, плесени, грибков, древесной синевы, разрушения древесными насекомыми. Антисептики применяются для защиты древесины (пропитка дерева), для покрытия пиленых и строганных деревянных поверхностей снаружи и внутри помещений.
">Антисептики для дерева подразделяются на 4 группы:
">1. Водорастворимые(на водной основе);
">2. Маслянистые (на основе масла);
">3. На основе органических растворителей;
">4. Комбинированные;
">№40. ">Антипирен это специальный компонент лаков и красок, который придаёт им высокие огнеупорные свойства. В современном строительстве жилых и производственных помещений антипирены нашли широкое применение.
">Требования, предъявляемые к антипиренам:
"> - препятствовать горению и тлению защищаемого материала;
"> - не вызывать коррозии металлических частей;
"> - долговременность действия;
"> - не повышать гигроскопичных свойств древесины;
"> - не быть ядовитыми для людей и животных;
"> - не влиять на лакокрасочные покрытия, нанесённые на пропитанную древесину;
"> - обеспечивать (самостоятельно или совместно с вводимыми в одном растворе антисептиками) биостойкость пропитываемого материала;
"> - не создавать затруднений при механической обработке материала;
"> - не влиять на свойства пропитываемого материала;
"> - не быть дефицитными.
