Строение и свойства древесины

Строение древесины. На торцевом срезе ствола дерева видна 1) кора, 2) камбий 3) древесина.

Кора состоит из: 1) наружной кожицы, 2) пробкового слоя под ней 3) внутреннего слоя — луба, который проводит питательные веще­ства по стволу дерева.

Камбий, расположенный под лубом, представляет собой тонкий слой живых клеток, способных к делению и росту. Древесина является основной частью ствола и находится под камбиальным слоем. Древесина состоит из годичных слоев. Каждый годичный слой представлен 1) ранней 2) поздней древесиной.

Ранняя древесина образуется весной и в на­чале лета, поздняя — летом и в начале осени. Поздняя древесина является более плотной и прочной, чем ранняя. В древесине на торцевом срезе можно выделить 1) сердцевину, 2) ядро 3) за­болонь.

Сердцевина — рыхлая первичная ткань, которая имеет малую проч­ность и легко загнивает. Ядро, или спелая древесина — внутренняя часть ствола дерева, состоящая из омертвевших клеток. Ядро выделяется темным цветом и обладает большей прочностью и стойкостью к загниванию по сравнению с древесиной заболони. Заболонь состоит из живых клеток, име­ет большую влажность, легко загнивает, вследствие большой усушки усиливает коробление пиломатериалов.

Древесные породы делят: 1) на ядровые, имеющие ядро и заболонь (дуб, ясень, сосна, лиственница, кедр и др.); 2) спелодревесные, имеющие спелую древесину (она не отличается по цвету от заболони) и заболонь (ель, пихта, осина, бук и др.); 3) заболонные, у которых отсутствует ядро; (береза, клен, ольха, липа).

Микроструктура древесины включает разного рода клетки. Оболочка (стенка) клетки состоит на 99 % из органических соединений, главнейшими из которых являются целлюлоза и лигнин. Лигнин — природный полимер, соединяющий в единое целое целлюлозные волокна. Древесина содержит капилляры и поры различных размеров. В древесине содержится влага раз­личных типов: 1) химически связанная, 2) связанная молекулярными силами или гигроскопическая, 3) капиллярная 4) свободная.

Крупные поры и капилляры заполняются водой при непосредственном контакте древесины с водой. Тонкие поры и капилляры заполняются влагой воздуха при гигроскопи­ческом увлажнении.

Свойства древесины

Свойства древесины подразделяются на физические и механические. Важное значение имеют также наличие в древесине тех или иных пороков и ее стойкость к загниванию.

Физические свойства древесины. К основным физическим свойствам древесины относят влажность, усушку, набухание, истинную и среднюю плотность, пористость, теплопроводность и др.

Древесина, имея волокнистое строение и высокую пористость (55— 65 %), обладает большой внутренней поверхностью, которая легко адсорби­рует влагу из воздуха. При изменении температурно-влажностных условий эксплуатации древесина легко впитывает и отдает влагу, что сказывается на ее влажности. Влажность, соответствующая предельному содержанию свя­занной молекулярными силами влаги при ее отсутствии в свободном со­стоянии, называется пределом гигроскопичности древесины или точкой на­сыщения волокон. Предел гигроскопичности древесины в среднем равен 30 %. Влажность влияет на все физические и механические свойства древе­сины (увеличение влажности приводит, например, к повышению электро­проводности, увеличению размеров, снижению прочности), а также ее стойкость к загниванию. В зависимости от влажности древесину подразде­ляют на:

a) мокрую, длительное время находившуюся в воде, влажностью свыше 100 %,

b) свежесрубленную, влажностью 50-100 %,

c) воздушно-сухую, долгое время хранившуюся на воздухе, влажностью 15-20 %;

d) комнатно-сухую, влажностью 8-12 %,

e) абсолютно сухую, влажностью около 0 %.

Влажность древесины, длительно находящейся при постоянном температурно-влажностном режиме, называют равновесной. Для получения срав­нимых данных о физико-механических показателях древесины, зависящих от влажности, используется понятие стандартная влажность древесины, значение которой установлено равным 12 %.

Усушка и набухание древесины происходят при изменении ее влажно­сти. Различают линейную и объемную усушку. Линейную усушку поперек волокон определяют в двух направлениях — тангенциальном и радиальном. Усушка в радиальном направлении составляет 3-6 %, в тангенциальном — в 1,5-2 раза больше, чем в радиальном. Усушку вдоль волокон ввиду ее незна­чительной величины не определяют. Объемная усушка составляет в среднем 12-15 %. Усушка и набухание происходят в пределах гигроскопичности (0-30 %), при этом изменяются (ухудшаются) и физико-механические свой­ства древесины. Увеличение влажности сверх 30 % на свойствах древесины почти не отражается; не увеличивается и ее объем за счет набухания.