Строение древесины

29 Январь 2017
(1 Голосовать)

Состав и структура. Древесина характеризуется шаруватоволокнистою строением и состоит из клеток, имеющих различную форму, величину и назначение. Так, 90-95% древесины хвойных пород составляют трахеїди – вытянутые вдоль ствола пустотелые клетки древесины длиной 2...5 мм и шириной 30...70 мм, что проводят за жизнь воду и растворы от корня до кроны. Оболочку клеток образуют преимущественно клетчатка или целлюлоза (С6Н10О5) – главный компонент несущего остова дерева. В состав клеточных стенок и межклеточного вещества входят также полисахариды – лигнин и гемицеллюлоза – сложные органические соединения, по составу близкие к целлюлозе.

Конечно древесина включает 40...50% целлюлозы, 20...30% лигнина и 15...30% гемицеллюлозы, 1...3% приходятся на сопутствующие компоненты (смолы, масла, дубильные вещества и др.). 

Элементарный средний химический состав древесины практически одинаков для всех пород: 49,5% углерода, 44,08% кислорода, 0,12% азота и 6,3% водорода. Минеральные вещества, дающие при сгорании золу древесины, составляют 0,2...1,7%. В состав золы входят главным образом соли щелочноземельных металлов. 

Древесина является главной и наиболее емким по массе частью ствола. Кроме нее, примерно в центре ствола находится сердцевинная трубка, конечно имеет диаметр 2...5 мм. Это самое слабое, что легко поддается загниванию, часть ствола. 

Древесина снаружи покрыта корой, защищающей дерево от атмосферных и внешних механических действий. Кора включает два слоя: наружный – корку, которая выполняет роль защитной функции и внутренний – луб, активно участвует в движении питательных веществ в дереве. 

На границе между лубом и древесиной находится тонкий слой клеток, способных к делению и росту, что называется камбием. Камбий обусловливает прирост древесины и коры. 

Древесину в зависимости от особенностей макроструктуры делят на три группы – ядрову, спілодеревну и заболонну. Древесина ядрових пород (сосна, кедр, лиственница, дуб, ясень, тополь и др.) имеет более темную окраску центральной части ядра и более светлое периферийной части – заболони. В раннем возрасте древесина всех пород состоит только из заболони. Ядро образуется, например, у сосны в возрасте 30...35 лет, у дуба 8...12 лет. Оно состоит из отмерших клеток, пропитанных и закупоренных отложениями смолы, углекислого кальция, дубильных и других веществ. Ядро имеет повышенную плотность и устойчивость против загнивания. 

Если центральная часть древесины имеет одинаковый цвет с периферийной и отличается только меньшей влажностью, она называется ядром, а спілою древесиной. В группу спілодеревних пород входят ель, пихта, бук, липа, осина и др. 

Спелая древесина, так, как и ядро, является более плотной частью ствола и не принимает участия в сокопровідній сетке. 

Заболонь состоит из более молодых клеток и предназначенная для движения влаги с растворенными в ней минеральными веществами. С возрастом заболонь постепенно переходит в ядро или спелую древесину. При одинаковой влажности древесина по заболонное многими механическими свойствами приближается к ядровой. Стойкость против загнивания меньше, но она легче пропитывается антисептическими веществами. К заболонних лесных пород, практически имеют одинаковую по расцветке и влажностью древесину как в центре, так и на периферии, относятся многие породы (кедр, ольха, граб и др.). 

Древесина состоит из отдельных годичных слоев, отличающихся невооруженным глазом особенно в хвойных породах. На поперечном сечении ствола эти слои имеют вид концентрических колец, окружающих сердцевину. Годовые слои включают две части – раннюю и позднюю древесину. Ранняя древесина образуется весной, она светлее и мягче поздней, что образуется только в конце лета. Особенно сильно выделяется разница эта у хвойных пород. 

Состав поздней древесины в значительной степени определяет физико-механическими свойства древесины в целом. В поздней древесине хвойных пород сосредоточены смоляные ходы. Смола, заполняет их, уменьшает водопоглощение древесины, увеличивает устойчивость к загниванию. Для всех пород древесины является характерным наличие лучей – линий, радиально расходятся к коре непосредственно от сердцевины или на некотором расстоянии от нее. Они служат в древесине для проведения водных растворов питательных веществ в горизонтальном направлении. Древесина легко раскалывается по сердцевинным лучам и дает трещины при усушке, так как клетки, входящие в эти участки, связанные между собой сравнительно слабо. 

В древесине лиственных пород, кроме сердцевинных лучей, ослабленными элементами структуры являются сосуды – трубчатые образования клеток диаметром 0,1...0,4 мм и длиной обычно до 10 см, направлены вдоль ствола. 

Пороки древесины. К порокам древесины относят дефекты ее строения, нарушения целостности, повреждения и болезни, то есть недостатки, которые снижают качество лесоматериалов. Согласно действующей классификации все пороки делятся на десять групп: сучки, грибные краски и гнили, химические краски, пош кодження насекомыми, деформации, розтріс ковка, пороки формы ствола, пороки строения древесины, раны, ненормальные отложения в древесине, механические повреждения и дефекты обработки.

Отрицательное влияние сучков заключается в ухудшении механических свойств древесины вследствие нарушения однородности и искривление волокон. 

Сучки мешают также обработке древесины, а в некоторых случаях сопровождаются внутренней гнилістю. В характеристике сучкуватості древесины указывается вид сучков (форма, степень роста, состояние древесины), их размеры и число. 

Гниение древесины проявляется в постепенном изменении ее цвета, уменьшении средней плотности и прочности. 

Гнили вызываются развитием в древесине простейших растительных организмов – грибов. Грибы, осаждают древесину, не содержат хлорофилл и не могут сами синтезировать органические вещества. Вследствие этого они вынуждены питаться готовыми органическими соединениями и поэтому селятся на дереве. 

Развитие гриба в древесине происходит только при определенной влажности (обычно 25...70%) и температуры воздуха в среднем от 5 до 25° С. В воде загнивания не происходит, потому что прекращается доступ кислорода, необходимого для жизнедеятельности грибов. Развитие грибов прекращается также при температуре ниже 0° С и выше 40...45° С. Химизм гниения древесины заключается в ее разложении с выделением свободного углекислого газа и воды. 

Различают деструктивную и коррозионную гнилость. Первую порождают грибы, разрушающие клетчатку мертвой древесины, причиной второй являются лесные грибы, которые паразитируют на живой древесине и которые употребляют, главным образом, лигнин. 

Деструктивная гнилость характеризуется призматическим растрескиванием и потемнением древесины, а коррозионная сопровождается расслоением древесины с годовыми кольцами с окраской его в бурые и коричневые цвета. 

Наряду с дереворазрушающими есть группа деревозабарвлювальних грибов, которые придают древесине различные оттенки и почти не ухудшают ее физико-механических свойств. Разновидностью красок древесины является плесень, которая встречается на сырой заболони древесины всех пород и вызвана плодоносом плесневых грибов. 

Повреждение древесины насекомыми носят название червоточин. 

Главную массу насекомых-вредителей древесины составляют различные виды жуков (короеды, дубоїди, точильщики и др.). 

В морях есть группа сильных разрушителей древесины из класса моллюсков или ракообразных (морской червь, морской рачок, мокрица и т. п) в реках и озерах они не водятся. 

По степени повреждения древесины устанавливают вид червоточин (поверхностная – до 3 мм, неглубокая – до 5 мм, глубокая (трухлявая) – более 5 мм) и подсчитывают число отверстий. 

Деформации и растрескиванию – группа дефектов, что является следствием изменения формы или нарушения плотности древесины. Они возникают под действием значительных внутренних напряжений, образующихся в процессе роста деревьев, за резкой сменой температур, неравномерного удаления влаги и тому подобное. 

Трещины различают метикові, відлупні и и морозные, образующихся в молодом дереве и трещины высыхания, возникающие в срубленной древесине. Метикові трещины имеют радиальное направление и наблюдаются только на торцах, поскольку начинаются от сердцевины и доходят до коры. Відлупні трещины также являются внутренними, но они идут по годичным слоям перпендикулярно радиусу.

К порокам формы ствола относят сходимость, закомелистість, наросты и кривизна, а к порокам строения древесины – наклон волокон, свилеватость, завиток, крень и др. Эти недостатки могут привести к увеличению расходов сырья при распиловке древесины, снижения прочности и другим нежелательным явлениям. 

Прочитано 515 раз Последнее изменение Воскресенье, 29 Январь 2017 11:14