Człowiek używa drewna od niepamiętnych czasów. Paliwo, materiały budowlane, meble, instrumenty muzyczne – produkty z nich towarzyszą nam przez całe życie. Ponadto drzewa są naturalnymi kalendarzami i żywymi pomnikami historii.
Istnieje cała dziedzina nauki - dendrochronologia, która pozwala poznać wiek produktu, a także z jakiego obszaru zostało ścięte drzewo, z którego został wykonany. Studiując sekcje słojów rocznych, można poznać naturę i atmosferę starożytności. Zalety i wady, struktura, drewno jako materiał budowlany, właściwości – wszystkie te kwestie zasługują na uwagę.
Jak to działa
Właściwości i właściwości materiału nie mogą być zrozumiane bez uprzedniego zbadania struktury i składu drewna. Sama koncepcja zależy od tego, kto z niej korzysta. Dla zwykłego człowieka i budowniczego jest to wyłącznie część drzewa pod korą, którą można wykorzystać w życiu codziennym lub w produkcji. Dla botanika struktura drzewa i drewna to cały kompleks, obejmujący wszystkie elementy od korzeni po koronę.
Krone jest używany w przemyślenieznacznie, a gałęzie są wykorzystywane jako surowce do płyt pilśniowych i tektury. Najważniejsze jest bagażnik. Na przekroju otwiera się struktura pnia drzewa. Najwyższa warstwa, kora, chroni żywe komórki przed wpływami zewnętrznymi. Pomiędzy korą a korpusem pnia znajduje się warstwa żywych komórek - kadmu. W samym środku rdzeń przechodzi przez cały pień. Luźne tkaniny, z których się składa, sprawiają, że nie nadaje się do celów użytkowych.
Rdzeń drzewa składa się głównie z martwych komórek, osadów żywicy, barwników i garbników. Rdzeń otoczony jest bielem, częścią drzewa, która jest odpowiedzialna za odprowadzanie wody z korzeni do liści. W związku z tym ma dużo wilgoci, lepiej przepuszcza wodę i jest bardziej podatny na rozkład. Nie wszystkie drzewa mają wyraźny rdzeń. W niektórych z nich nie ma różnicy między centralną a brzeżną częścią pnia. Takie skały nazywane są bielem.
Mikroskopijna struktura drewna
Używając mikroskopu, możesz głębiej zbadać strukturę. Drewno na ogół składa się z martwych komórek. Młode komórki roślinne składają się z otoczki i wewnętrznej części - cytoplazmy i jądra. Podstawą cienkiej przezroczystej membrany jest celuloza lub włókno. Z biegiem czasu komórki roślinne przechodzą metamorfozę i, w zależności od wrodzonej funkcji, zamieniają swoją masę w korę (korkowanie) lub drewno (lignifikacja).
Lignina jest stale tworzona w komórkach. On jest powodemzdrewnienie. Istnieją dwa rodzaje komórek zdrewniałych - prozenchymalne i miąższowe. Pierwszy rodzaj stanowi większość drewna, w zależności od gatunku - od 85% do 99%. Z kolei są one podzielone ze względu na pełnione funkcje. Komórki przewodzące odpowiadają za dostarczanie składników odżywczych i wilgoci z korzeni do listowia, natomiast komórki mechaniczne odpowiadają za wytrzymałość i stabilność drzewa. Komórki miąższowe pełnią funkcję spiżarni dla rośliny. Gromadzą składniki odżywcze (tłuszcze, skrobie) i oddają je w razie potrzeby w trudnym okresie.
Iglaki
W zależności od rodzaju drzew, ich struktura również się różni. Gatunki drewna dzielą się na iglaste i liściaste. Struktura drzew iglastych jest prostsza. Większość to komórki tchawicy. Cechą drzew iglastych jest obecność komórek wytwarzających żywicę. W różnych gatunkach mogą być losowo rozproszone lub połączone w system pasaży żywicznych.
Drewno liściaste
Drzewa liściaste i ich struktura są bardziej złożone. Drewno składa się z naczyń, libriform włókien i komórek miąższowych. Ponieważ drzewa liściaste zrzucają liście jesienią, zimą potrzebują dużej ilości pożywienia. Stąd większa liczba komórek miąższowych odpowiedzialnych za gromadzenie składników odżywczych niż u drzew iglastych. Widać to po wyraźnym rdzeniu.
Właściwości
Drewno ma wiele charakterystycznych właściwości. Powodem tego są cechy strukturalne. Wytrzymałość drewna jest dość wysoka, a wśród budynkówmateriały na tym wskaźniku, zajmuje pozycję pośrednią. A biorąc pod uwagę mały ciężar właściwy, jest pod tym względem porównywalny z metalem. Słabym punktem drewna jest to, że jest materiałem anizotropowym. Zdolność do przeciwstawiania się pękaniu zależy od kierunku siły względem położenia włókien. Najlepsze wartości wytrzymałości obserwuje się, gdy materiał jest eksponowany wzdłuż włókien.
Sztywność drewna jest niewielka, powodem tego jest specyficzna struktura. Drewno to porowaty, elastyczny materiał. Belki są w stanie przywrócić swój kształt po krótkotrwałym obciążeniu. Ale szczątkowe deformacje, spowodowane przedłużoną ekspozycją, pozostają na zawsze. Drewniana belka nie będzie w stanie odzyskać swojego kształtu po długim okresie użytkowania.
Twardość materiałów budowlanych zależy od obciążenia potrzebnego do wciśnięcia stalowej kuli o określonych wymiarach. Dla najtwardszych gatunków drewna to tylko 1000 N. Jednocześnie niska twardość jest jedną z głównych zalet materiału. Drewno jest łatwe w obróbce, gwoździe, wkręty, wkręty samogwintujące są w nim mocno trzymane.
Wilgotność drewna jest określana przez konkretną zawartość wilgoci w porach. W świeżo ściętym drzewie osiąga 100%. W zależności od przeznaczenia, świeżo ścięte drewno jest suszone do wymaganego poziomu od 40 do 15%.
Godność
Drewno ma niską przewodność cieplną. Z powodzeniem może być stosowany jako materiał termoizolacyjny. Łatwość przetwarzaniapozwala na korzystanie z szerokiej gamy narzędzi. Nie sposób wyobrazić sobie orkiestry bez instrumentów muzycznych wykonanych z drewna. Urzekające dźwięki skrzypiec są wynikiem takiej właściwości drewna, jak zdolność rezonowania. Drewno jest łatwo gięte i istnieje szeroki wybór do produkcji różnych konstrukcji giętych. Ponadto produkty drewniane mają dobre właściwości dźwiękochłonne. Piękna powierzchnia otwiera pole dla wyobraźni w aranżacji wnętrz.
Wady
Zdolność produktów drewnianych do przenoszenia obciążeń zależy od kierunku przyłożenia siły. Wynika to z anizotropowej struktury drewna. Ponadto właściwości wytrzymałościowe zależą również od bliskości środka pnia, wilgotności, obecności sęków, pęknięć. Powoduje to, że wybór odpowiedniego materiału do pracy zajmuje dużo czasu.
Jako materiał organiczny, drewno jest bezbronne wobec owadów, pleśni i grzybów. Do długotrwałej eksploatacji wymagana jest kosztowna obróbka chemiczna. Warto zauważyć, że konstrukcje drewniane bez obróbki wstępnej są łatwym łupem dla pożaru.
Obróbka drewna
Ogólnie rzecz biorąc, istnieją trzy rodzaje obróbki drewna:
- Najbardziej powszechna jest metoda mechaniczna. Drzewo jest piłowane, strugane, łupane.
- Podczas obróbki chemiczno-mechanicznej materiał poddawany jest wstępnemu przygotowaniu. Wióry, wióry są mieszane ze spoiwem i podgrzewane. Następuje reakcja polimeryzacji chemicznej, a na wyjściuodbierać materiały takie jak sklejka, płyta wiórowa, płyta pilśniowa.
- Podczas obróbki chemicznej drewno jest wystawione na działanie kwasów, zasad, soli oraz na gorąco. Z produktów takiego przetworzenia można wymienić węgiel drzewny, kalafonię, gumę, garbniki, celulozę.
Drzewa są o setki milionów lat starsze od człowieka. Wszystkie cywilizacje, jakie kiedykolwiek istniały, opierają się na wykorzystaniu drewna. Książki, meble, instrumenty muzyczne – to wszystko jest możliwe dzięki temu wyjątkowemu, naturalnemu materiałowi.
