Древесные материалы материаловедение реферат

Обновлено: 17.05.2024

Древесина — это органический материал растительного происхождения, представляющий собой сложную ткань древесных растений. Она составляет основную массу ствола деревьев. Древесина является волокнистым материалом, причем волокна в ней расположены вдоль ствола. Поэтому для нее характерна анизотропия, т.е. ее свойства вдоль и поперек волокон различны.

Достоинствами древесины являются относительно высокая прочность; малая объемная масса и, следовательно, высокая удельная прочность; хорошее сопротивление ударным и вибрационным нагрузкам; малая теплопроводность и, следовательно, хорошие теплоизоляционные свойства; химическая стойкость; хорошая технологичность (легкость обработки и изготовления изделий). К недостаткам древесины следует отнести гигроскопичность, т.е. способность впитывать влагу, и возникающую из-за изменения влажности нестабильность свойств и размеров (усушка и набухание), а также отсутствиеогнестойкости, неоднородность строения, склонность к гниению. Для защиты древесины от увлажнения, загнивания и воспламенения производят окраску лаками и красками, опрыскивание и пропитку специальными химическими веществами.

Материалы из древесины можно разделить на лесоматериалы, сохраняющие природную физическую структуру и химический состав. Древесины и древесные материалы, полученные путем специальнойобработки исходной древесины. В свою очередь лесоматериалы подразделяются на необработанные (круглые), пиломатериалы, лущеные (древесный шпон) и колотые.

Круглые лесоматериалы получают из спиленных деревьев послеочистки от ветвей, разделения поперек ствола на части требуемой длины и окорки. Они применяются в строительстве, в качестве опор и столбов линий электропередач, в качестве сырья.

Пиломатериалы получают лесопилением. Пиломатериалы с опиленными кромками называют обрезными, неопиленными — необрезными. Подвергающиеся после пиления дальнейшей обработки называют стругаными. Пиломатериалы делятся в зависимости отпоперечного сечения на следующие виды: брусья (толщина или ширина больше 100 мм),бруски (ширина не более двойной толщины),доски (ширина более двойной толщины), планки (узкие и тонкие доски).

Древесный шпон — это широкая ровная стружка древесины, получаемая путем лущения. Толщина листов шпона 0,5-1,5 мм. Используется шпон в качестве полуфабрикатов для изготовления фанеры, облицовочного материала для изделий из древесины.

К материалам, полученным путем специальной обработки древесины можно отнести фанеру, прессованную и модифицированную древесину, древесностружечные и древесноволокнистые плиты и др. Фанера — это листовой материал, полученный путем склейки листов шпона. При этом волокна соседних листов находятся под прямым углом друг к другу. Толщина фанеры от 1 до 12 мм, более толстые материалы называют плитами. Столярные плиты представляют собой трехслойные щиты, состоящие из реечного заполнителя, оклеенного с обеих сторон древесным шпоном.Прессованная древесина — это материал, получаемый при горячем прессовании брусков, досок и других заготовок поперек волокон под давлением до 30 МПа. В результате прочность возрастает по сравнению с исходной более чем в два раза.Модифицированная древесина представляет собой материал, полученный при обработке древесины каким-либохимическим веществам (смолой, аммиаком и др.) с целью повышения механических свойств и придания водостойкости.Древесностружечные плиты изготовляют прессованием древесной стружки со связующим. Плиты могут быть облицованными шпоном, фанеройили бумагой. Древесноволокнистые плиты изготовляют путем прессования древесных волокон при высокой температуре, иногда с добавлением связующих веществ.

Данный конспект лекций предназначен для студентов высших и средних специальных учебных заведений. В него входят сведения о древесине и древесных материалах, описываются их основные свойства. Дается характеристика металлов и сплавов, рассматриваются способы их применения. Приводятся основные сведения о лакокрасочных, смазочных, облицовочных материалах, а также классификация клеев и области их назначения.

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.

К физическим свойствам древесины относятся: внешний вид, запах, показатели макроструктуры, влажность и связанные с ней изменения (усушка, разбухание, растрескивание, коробление), плотность, электро‑, звуко– и теплопроводность.

Внешний вид древесины определяется ее цветом, блеском, текстурой и макроструктурой.

Цвет древесины – зрительное ощущение, соответствующее спектральному составу отраженного древесиной светового потока.

Цвет древесине придают находящиеся в полостях клеток дубильные, смолистые и красящие вещества. Меняется окраска древесины и в результате поражения ее различными видами грибов. У молодых деревьев древесина обычно светлее, чем у старых. Устойчивым цветом обладают дуб, груша, акация, каштан.

Основное вещество, из которого состоит древесина, – целлюлоза – почти белого цвета. Все многообразие цветовых оттенков древесины придают ей вещества, заключенные в полостях клеток или пропитывающие их стенки: красящие и дубильные, смолы и продукты их окисления. Древесина пород тропического пояса имеет очень яркую окраску, умеренного пояса окрашена бледно, однако в теплых зонах окраска древесины довольно интенсивная (фисташка, бархатное дерево, груша, орех, тис, шелковица, белая акация, дуб). Интенсивность окраски повышается с возрастом дерева, что особенно заметно у ядровых пород. При оптимальных условиях роста окраска бывает более яркой.

Древесина многих пород изменяет цвет под воздействием воздуха и света, при поражении грибами, под влиянием различных физических и химических воздействий при хранении, транспортировке и обработке. Так, в речной воде древесина дуба сильно темнеет в результате соединения дубильных веществ с солями железа. По этой же причине на поверхности пиломатериалов появляются черные полосы и пятна при распиловке сырой древесины дуба.

Заболонь сосны при сплаве иногда приобретает желтую окраску, а древесина березы – оранжевую.

При пропаривании древесины бука она довольно равномерно окрашивается в красноватый цвет. При высокотемпературной сушке появляется буроватая окраска у древесины хвойных пород. Тем не менее, для многих пород характерен определенный цвет, что служит для их распознавания.

Цвет является одной из важнейших характеристик внешнего вида древесины, которую учитывают при выборе пород для внутренней отделки помещений, изготовления мебели, музыкальных инструментов, художественных поделок, спортивного инвентаря и т. д.

Блеск – способность направленно отражать световой поток с поверхности в определенном направлении.

Строго направленное отражение и, следовательно, наибольший блеск наблюдаются при освещении зеркальных, гладких поверхностей. Даже самым тщательным образом обработанные поверхности древесины имеют однородные неровности и отражают световой поток диффузионно равномерно во все стороны. Пока еще не удалось получить полный количественный показатель блеска древесины, точно соответствующий зрительному восприятию. Поэтому блеск древесины оценивают по белизне – коэффициенту диффузного отражения.

Блеск древесины зависит от ее плотности, количества, размеров и расположения сердцевинных лучей, которые направленно отражают световые лучи, за счет чего и образуется блеск на радиальном разрезе. Так, светлая и более плотная древесина обладает большим блеском, что придает ее текстуре особую красоту.

Особым блеском отличается древесина бука, клена, ильма, платана, белой акации, дуба. Шелковистый блеск свойствен древесине бархатного дерева. Древесина осины, липы, тополя с очень узкими сердцевинными лучами и сравнительно тонкими стенками клеток механических тканей имеет матовую поверхность. Блеск придает древесине красивый вид и может быть усилен полированием, лакированием, вощением или оклейкой прозрачными пленками из искусственных смол.

Текстура древесины (от лат. textura – строение) – естественный рисунок на тангенциальном и радиальном разрезах древесины, образованный годичными слоями и анатомическими элементами. Чем сложнее строение древесины и разнообразнее сочетание отдельных элементов, тем богаче ее текстура. Текстура зависит от особенностей анатомического строения отдельных пород древесины и направления разреза. Она определяется шириной годичных слоев, разницей в окраске ранней и поздней древесины, наличием сердцевинных лучей, крупных сосудов, неправильным расположением волокон (волнистым или паутинным).

Так, хвойные породы на тангенциальном разрезе из‑за резкого различия в цвете ранней и поздней древесины имеют красивую текстуру. Древесина хвойных пород состоит в основном из упорядоченных трахеид. Текстура однообразная, определяется преимущественно шириной годичных колец и разницей окраски ранней и поздней древесины. Извилистые очертания годичных слоев образуют более интересный рисунок, особенно у лиственницы и тиса на тангенциальном разрезе.

У древесины хвойных и мягких лиственных пород более простой и менее разнообразный рисунок, чем у древесины твердых лиственных пород.

Декоративные породы – орех, красное дерево, дуб – обладают красивыми текстурой и цветом, а также блеском. Красивую текстуру имеет древесина карельской березы. Интересную текстуру получают из дубовых кряжей, распиливая их в радиальном или тангенциальном направлении для получения ножевой фанеры или текстурной дощечки. У бука, клена, дуба выразительная текстура при радиальном разрезе, у хвойных пород – при тангенциальном разрезе.

Текстура, так же как и цвет, обеспечивает ценность древесины как декоративного материала. В результате прозрачной отделки древесины проявляется ее текстура. Лаковое покрытие, имеющее коэффициент преломления света, близкий к аналогичному коэффициенту древесины, увеличивает прозрачность поверхностных слоев, при этом повышается зрительное восприятие глубины текстуры.

Запах древесине придают находящиеся в ней смолы, эфирные масла, дубильные и другие вещества. Характерный запах скипидара у хвойных пород – сосны, ели. Дуб имеет запах дубильных веществ, бакаут и палисандр – ванили. По запаху древесины можно определить ее породу. Так, у хвойных пород более сильный запах, чем у древесины лиственных пород.

Усушка древесины – это уменьшение ее объемных размеров при сушке в результате испарения гигроскопической влажности.

По величине коэффициента объемной усушки древесные породы делятся на три группы:

●малоусыхающие – ели сибирская и обыкновенная, можжевельник, пихта сибирская, платан восточный, тис ягодный, ивы белая и ломкая, корейский кедр, тополь белый, фисташка (ядро), хурма, черешня;

●среднеусыхающие – бук восточный, вяз, груша, дзельква, дуб, липа мелколистная, ольха черная, орех грецкий, осина, пихты белокорая, кавказская и маньчжурская, рябина, тополь черный, ясень;

●сильноусыхающие – акация белая, березы бородавчатая и пушистая, бук восточный, граб, железное дерево, кизил, саксаул, лиственницы сибирская и даурская, клен остролистный, яблоня лесная.

Высыхание деревянного элемента и развитие деформаций усушки происходят неравномерно от поверхности к центру. Этот факт, а также разница величин радиальной и тангенциальной усушки приводят к возникновению значительных остаточных напряжений растяжения в наружных и сжатия во внутренних частях элемента поперек волокон и в результате к короблению и растрескиванию древесины.

Коробление древесины – результат неравномерной усушки, вызывающий внутренние напряжения и трещины. Усушка досок в наружных слоях больше, чем во внутренних, что вызывает коробление. Доски из сердцевинной части ствола менее подвержены короблению.

Коробление бывает продольным и поперечным. Поперечное выражается в изменении формы сечения доски. Поперечное коробление проявляется в форме превращения квадратного сечения бруса в прямоугольное или ромбическое. Прямоугольное сечение доски – превращение квадратного сечения бруса в желобчатое, изогнутое в сторону наружных годовых колец.

Сердцевинная доска уменьшает свои размеры к кромкам: чем ближе доска расположена к сердцевине, тем больше ее коробление.

Продольное коробление проявляется в форме выгиба досок по длине, а наличие наклона волокон по длине приводит к тому, что доска принимает винтообразную форму (крыловатость). Правильная укладка, сушка и хранение пиломатериалов предупреждают появление коробления.

Для предупреждения коробления влажность в момент изготовления изделий должна соответствовать эксплуатационной влажности. При этом соблюдают конструктивные требования: столярные плиты склеивают из узких реек, уложенных с различно или взаимно перпендикулярно направленными волокнами древесины. Рейки не только склеивают, но и закрепляют рамой или наконечниками.

Растрескивание древесины происходит в случае, когда внутренние напряжения превосходят малый предел прочности на растяжение поперек волокон и появляются наружные и внутренние трещины радиального направления.

Для сравнения показателей прочности и жесткости древесины независимо от ее влажности установлено значение стандартной влажности, равное 12 %.

Разбухание древесины – это увеличение линейных размеров и объема (явление, обратное усушке) при насыщенности древесины водой до границы гигроскопичности. Разбухание, как и усушка, неодинаково в различных направлениях. Как правило, разбухание – отрицательное свойство. Иногда оно играет положительную роль: обеспечивает плотность соединений в бочках, лодках, деревянных трубах и судах.

Из‑за усушки и разбухания деревянные конструкции деформируются и могут стать полностью непригодными для использовании, именно по этой причине их и изготовляют из стандартно сухой древесины.

Напряжения древесины , возникающие без участия внешних сил, называют внутренними. Первая причина образования напряжений при сушке древесины – неравномерность распределения влаги. Если растягивающие напряжения достигнут предела прочности древесины на растяжение поперек волокон, могут возникнуть трещины.

Причем в начале процесса сушки они возникают на поверхности сортимента, а в конце – внутри (свищи). Внутренние напряжения иногда сохраняются в высушенном материале и служат причиной изменения размеров и формы деталей при механической обработке древесины.

Плотность древесины – это отношение ее массы к объему, измеряемое в г/см 3 или кг/м 3 . Различают относительную и абсолютную плотность древесины, определяемую в лабораторных условиях.

По объемной массе древесину делят на следующие группы:

●очень легкая (0,45 г/см 3 );

●легкая (0,45–0,60 г/см 3 );

●среднетяжелая (0,61–0,75 г/см 3 );

●тяжелая (0,76–0,90 г/см 3 );

●очень тяжелая (более 0,90 г/см 3 ).

Древесину высокой плотности (самшит, граб, бук, клен, груша и многие другие) особенно ценят на производстве за прочность и хорошую обрабатываемость.

Древесина лиственных кольцесосудистых пород имеет неодинаковую плотность: ранняя часть годичного слоя у нее пористая, поздняя – более плотная. Такая древесина труднее поддается лакированию, но хорошо гнется.

Древесина хвойных пород имеет малую плотность, тогда как рассеянно‑сосудистых лиственных пород – значительную абсолютную и высокую относительную плотность, поэтому она хорошо лакируется и полируется.

Древесина малой абсолютной и высокой относительной плотности хорошо обрабатывается.

Звукопроводность – свойство материала проводить звук. Она характеризуется скоростью распространения звука в материале. Качество древесины определяется звукопроводностью. Хорошее распространение звука после удара по комлевой части растущего или срубленного ствола свидетельствует о высоком качестве древесины.

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).

Теплопроводность – способность толщи древесины проводить тепло от одной поверхности к противоположной. Для древесины характерен низкий коэффициент теплопроводности, зависящий от породы, плотности, влажности и направления разреза. Сухая древесина – плохой проводник тепла.

Коррозионная стойкость древесины – это ее способность сопротивляться действию агрессивной среды. Древесина не подвержена воздействию слабых растворов щелочей, солей, различных органических и минеральных кислот. Хвойные породы более стойки к коррозии, чем лиственные.

Природные узоры и цвета многих пород древесины настолько привлекательны, что определяют ценность самого изделия из дерева в зависимости от сохранения его естественного вида.

Древесина — материал, полученный из древесины, которая была отрезана от коры и ветвей. Его характеристики варьируются во многих отношениях в зависимости от типа и структуры дерева и от того, к какой части ствола он принадлежит. Верх, середина или низ (летучая мышь).

И даже в этом случае можно говорить о материалах вспомогательных изделий (например, фурнитура). Стволы также предоставляют сырье для ключевых элементов в строительстве бревен, досок и досок. Но чтобы получить качественные доски и брусья, нужно правильно смотреть на сундук.

Строение древесины

В случае деревообработки древесина используется в виде досок, брусьев и балок, полученных после обрезки средней и нижней (торцевой) частей ствола, а нижний срез является наиболее ценной древесиной.

Чтобы лучше понять характеристики дерева, нужно понять его структуру. Обычно древовидная структура рассматривается в трех основных секциях ствола: боковой, радиальный и касательный (касательный к годовому кольцу).

В середине фюзеляжа находится ядро хрупкой ткани. Ядро окружено кольцами деревьев — слоем роста деревьев в течение одного года жизни дерева (выглядит как концентрический круг в поперечном сечении, радиально-вертикальные полосы и касательная кривая). В годовых кольцах выделяются внутренние слои крупных ярких ячеек, которые появляются весной и в начале лета, а внешние слои темных толстых ячеек с мелкими стенками — области поздних деревьев.

В некоторых видах древесины проводится различие между ядром и заболонью. Сердцевина имеет самую высокую плотность, устойчива к демпфированию и темного цвета. Тип дерева с ядром называется звуком. У лиственных пород заболонь значительно хуже по качеству, чем ядро. Так, например, дубовая заболонь не используется в столярном деле.

Основные лучи. В поперечном сечении иногда также видны сердцевинные лучи, по которым смола, сок, дубильные вещества и окрашенные вещества проникают из заднего (внешнего) слоя в передний (внутренний) слой.

Рисунок, который открывается на поверхности дерева после разрезания колец и волокон сердцевины, называется текстурой дерева. Чем разнообразнее состав и цвет этого рисунка, тем больше ценность дерева как отделочного материала.

Одной из важных характеристик древесины является плотность. Плотность определяет многие другие свойства, особенно прочность (способность противостоять разрушению под воздействием механических нагрузок). Чем выше плотность, тем тяжелее и тяжелее становится древесина, и тем труднее ее обрабатывать. Самое светлое дерево — бальза (плотность всего 0,15 т / м3). Самым тяжелым деревом является самшит и опора (плотность 1,1 т / м3).

Использование древесины

Высокое потребительское качество пиломатериалов в строительстве известно с древних времен. И если природа предоставляет людям высокотехнологичные материалы и является самым простым инструментом для их обработки — почему достаточно пил и ножей, почему?

В процессе эксплуатации изделия и конструкции из дерева показали, что они надежны, долговечны и могут обрабатываться при наличии элементарных навыков.

Самая простая форма, в которой указано хорошее качество древесины, следует сказать о ее низкой теплопроводности, достаточно высокой механической прочности, солеустойчивости, кислотостойкости и маслостойкости, а также простоте обработки.

Далее рассмотрим возможность использования древесины преимущественно в строительстве.

Вся проблема заключается в типе древесины, используемой для изготовления ферм, балок, балок, стропил, стоек, бревен и других пород, которые лучше работают с арками, окнами, лестницами, дверными конструкциями, полами, потолками, внутренними перегородками.

Итак, сколько древесины разрешено использовать во влажных помещениях и какие защитные меры необходимы?

Древесина в домостроении

Разновидность: бревно (подразделяется на семена, толщину, назначение), древесина, полученная вертикальным распилованием круглой древесины, полуфабрикаты и готовые изделия.

Характеристики: Древесина в основном состоит из органических веществ (99% от общей массы). В среднем полностью сухая древесина содержит 49% углерода, 44% кислорода, 6% водорода и 0,1-0,3% азота. Горящее дерево оставляет его неорганическую часть — пепел.

В состав золы входят такие элементы, как кальций, калий, натрий и магний. Физические свойства древесины включают внешний вид и запах, плотность, электрическую, звуковую и теплопроводность, макроструктуру, влажность и связанные с этим изменения — усадку, расширение, растрескивание и коробление.

Внешний вид древесины определяется ее цветом, блеском, текстурой и макроструктурой (ширина годового слоя и содержание поздней древесины в годовом слое). Механические свойства: прочность и деформируемость, твердость, растрескиваемость.

Сила — способность дерева противостоять разрушению механическими силами. Его особенностью является прочность на разрыв. Максимальное напряжение, которое может выдержать дерево, не ломаясь. При испытании на сжатие древесины, растяжение, изгиб и сдвиг, редко устанавливаются показатели прочности при скручивании.

Деформируемость — это изменение формы и размера древесины под воздействием внешних сил. Твердость — это способность дерева сопротивляться поглощению большего количества твердых веществ. Растрескивание — это способность дерева отделяться (расщепляться) вдоль волокна под воздействием клина и нагрузки.

Наличие: древесина; модифицированная древесина; композитные древесные материалы; сырье для древесно-химических продуктов; целлюлоза, бумага и древесно-волокнистые материалы; продукты гидролиза и производства дрожжей; продукты из древесной химии.

Материалы и изделия на основе древесины

По методу механической обработки древесина классифицируется следующим образом: Лесопилка; Очищенная; Фрезерная (плоская); Сколотая путем раскалывания древесины вдоль волокна с помощью клиновидного инструмента; Штрафы, полученные на обычной лесопильной и фрезерной или специальной обработке древесины Резка (щепа, опилки из опилок).

Композиционные древесные материалы (листы, плиты и другие виды) получают с использованием связующих из ранее разделенной древесины (фанера, столярные изделия, ДСП, древесный пластик, ДВП).

Модифицированная древесина — Твердая древесина с измененными характеристиками направления (сжатая древесина, пластифицированная аммиаком, модифицированная синтетической смолой).

Бревна делятся на малые (6-13 см), средние (14-24) и большие (26-) толщины. Он делится на четыре типа. В строительстве в основном используются бревна 2-го и 3-го класса.

В зависимости от геометрии и размера поперечного сечения древесина делится на плиты, четверти, прутки, бруски, доски и плиты. В зависимости от характера обработки древесину можно разделить на кромочную и бескрайнюю. Пиломатериалы без кромок. Края дерева не пронумерованы. В зависимости от степени обработки пиломатериалы можно разделить на не фрезерные и фрезерные (плоские).

Столярные плиты изготавливаются из узких планок и состоят из внутренней панели, приклеенной в один или два слоя к панелям с обеих сторон шпона. Доска изготовлена из хвойных и лиственных пород (береза), А также часто используются промышленные отходы (курица, рейки).

Строительные фрезерованные деревянные детали (формованные детали) представляют собой небольшие поперечные элементы, обработанные машинным фрезерованием, которые представляют собой доски и стержни для покрытия полов, пьедесталов, опорных плит, перил, облицовок и компоновок.

На одной стороне доски и планки для пола имеется канавка, а на другой — расческа для обеспечения плотности и жесткости пола.

Образовательный сайт для студентов и школьников

Сколько существует человечество, столько же и используется дерево в различных целях: от создания орудий труда до строительства домов. Что интересно, назначение древесины практически не изменилось, изменились лишь технологии обработки: орудия труда, по-прежнему, часто имеют деревянные элементы (посмотрите на лопаты), а строительство домов не обходится без использования хотя бы нескольких досок.

Содержание

2.Основы производства древесины.

3.Области применения материалов из древесины…….

4.Области применения различных пород древесины.

Список использованной литературы.

Работа содержит 1 файл

катя.doc

Федеральное агенство по образованию Российской Федерации.

Орловский Государственный Технический Университет

Подготовил студент группы 11 -АР

Проверил доцент кафедры САД

2.Основы производства древесины.

3.Области применения материалов из древесины…….

4.Области применения различных пород древесины.

Список использованной литературы.

Основы производства древесины.

После вырубки леса, древесина проходит несколько стадий распиливания. Так, лесоматериал изначально выглядит круглым – бревна 4-6,5 метра длиной. Затем бревно могут распилить вдоль на две части – получаются, так называемые, пластины. Из бревен также заготавливают брусья или распиливают на доски – самый распространенный стройматериал. В распиленном состоянии обязательным этапом заготовки является сушка леса. В зависимости от степени влажности и вида древесины, процесс высушивания может занять от 30 дней до трех месяцев.

Из всего возможного пиломатериала обрезная доска требует не самой сложной обработки. Еще из круглого лесоматериала выпиливаются брусья – толщина и ширина обычно не менее 10 сантиметров. Так же заготавливают и профилированные брусья для возведения стен. Для строительства домов могут использовать и оцилиндрованное бревно – это не значит, что оно идеально круглое. Такое бревно может иметь самую различную форму, а округлым быть только с одной стороны – для наружной стены. Получают такие бревна оцилиндрованные на станках, которые передвигают, вращают бревна для их поверхностной обработки, а затем передают на станок, где бревну придается необходимая форма. Хотя технология довольно очевидна, для изготовления бревна оцилиндрованного станки используются разные в зависимости от вида древесины – мягкие породы требуют совсем другого обращения, отличного от твердых.

Области применения материалов из древесины.

Из цельной древесины производят фанеру. Изначально получают шпон – доска толщиной до 4 мм. Шпон может быть строганный или лущеный. Именно из лущеного шпона путем склеивания нескольких слоев получают фанеру шлифованную или нет, самых разных сортов – в зависимости от вида древесины. Строганный же шпон изготавливают из наиболее ценных пород, например, карельской березы или ореха. Такой материал обычно используется для облицовки различных деталей мебели или других конструкций. Декоративная фанера шлифованная обычно покрывается наружным слоем из строганого шпона, недекоративные сорта фанеры определяются по наружным слоям древесины, хотя внутренние могут быть других пород.

В целом, из всех пиломатериалов обрезная доска является наиболее используемой, как в строительстве, так и для производства других материалов, например, для заготовок паркета. В основном древесные стройматериалы измеряются квадратными метрами, но штучные изделия, такие, как плинтус, продаются погонными метрами в отличие от ДСП или ДВП.

Выбирая напольное покрытие из древесного массива, потребители зачастую останавливаются на паркете из лиственницы, дуба, бука или ясеня. За долгие годы изделия из этих пород древесины зарекомендовали себя как красивые, надёжные и долговечные. Однако современная мода в области строительства и создания интерьера диктует свои условия, и всё больше производителей предлагают своим клиентам отделочные материалы из экзотических пород древесины.

Ятоба, иначе называемая бразильской вишней, интересует производителей напольных покрытий как прочный, эластичный материал, который с годами почти не изнашивается. Покупателей же помимо отличных эксплуатационных характеристик привлекает цветовая гамма древесины – от оранжево-коричневатого до коричневого с почти фиолетовым оттенком. При шлифовке массива ятоба иногда открываются поры, цвет которых варьируется от белого до светло-лимонного, что придает готовому полу определенный шарм и неповторимость.

Благодаря содержанию в древесине мербау маслянистых веществ, паркет из неё устойчив к внешним воздействиям и оптимален для помещений, где нередки изменения климатических условий. Твердость, влагостойкость и способность не рассыхаться и не растрескиваться сделали массив мербау одним из самых распространенных при производстве напольных покрытий. Благородная окраска от светлого до темно-коричневого с редкими желтыми прожилками позволяет создать в доме или офисе с паркетом из мербау особое "экзотическое" настроение.

Древесина ипе прибывает на деревообрабатывающие предприятия из Африки и Южной Америки. Это твердый, прочный и очень эластичный материал, широко применяющийся для обустройства настилов палуб и понтонов. Устойчивость к воздействиям окружающей среды, в частности, влагостойкость сыграли свою роль, сделав массив ипе одним из самых подходящих материалов для производства напольных покрытий. Древесина ипе практически не нуждается в уходе, а благодаря её высокой плотности, по паркету можно ходить на каблуках без боязни оставить царапины и вмятины.

Темно-коричневая древесина с ярко выраженной неповторимой структурой при дневном освещении имеет оливково-серый отлив. В процессе эксплуатации паркет из массива ипе обретает серебристый оттенок, называемый "серебристой патиной". Эта благородная седина делает напольное покрытие из этой южной древесины привлекательным, незабываемым, уникальным.

Паркет из массива кумару также характеризуется твердостью и высокой стойкостью к воздействию грибков и насекомых. Тяжелая маслянистая древесина прочна и износостойка, что гарантирует изделиям из неё длительный срок службы. Равномерный золотисто-коричневый цвет с красноватыми прожилками и естественный матовый блеск придают напольному покрытию определенный шарм, изысканность и неповторимость.

Плотная равномерная структура и твердость древесины кемпаса позволяют создавать из нее прочный, устойчивый к истиранию и нагрузкам паркет. Сочные цвета от золотисто-красного до темно-оранжевого помогают создавать яркие, запоминающиеся интерьеры, отличающиеся от привычной российской "классики".

Изделия из экзотических пород древесины используются для обустройства как однотонных полов, так и при создании художественного паркета с контрастными вставками. Из-за того, что древесина имеет естественные цвета, напольное покрытие не нуждается в подкрашивании, а обновить пол из массива можно специальными составами или – если он потускнел от времени – обычной циклевкой.

Когда-то паркет из кумару, мербау, ипе или кемпаса был мечтой, осуществить которую было "сложно, но можно". Теперь эти породы древесины находятся в списке экзотических лишь по происхождению. Изделия из них можно приобрести практически в любой фирме, занимающейся продажей отделочных материалов, причем по вполне приемлемым ценам. Разница между стоимостью классического дуба и, например, экзотической ятобы составляет около 20 у.е. Стереотипы о баснословных ценах на "экзотику" давно пора разрушить: обустроить не только красивый, но и прочный, надёжный, оригинальный пол вполне по силам всё большему числу потребителей, предпочитающих отделочные материалы из древесного массива.

Читайте также: