Drewno jest jednym z powszechnie stosowanych materiałów na świecie. Na tej lekcji dowiemy się o:
Drewno jest materiałem organicznym, co oznacza, że pochodzi z natury. Jest to twarda włóknista tkanka strukturalna występująca w łodygach i korzeniach drzew i innych roślin drzewiastych. Jeśli przetniesz pień drzewa, zobaczysz kilka słojów, które powiedzą ci, ile lat ma drewno. Im więcej słojów ma drzewo, tym drewno jest starsze.
Od tysięcy lat jest używany zarówno jako paliwo, jak i materiał budowlany, do wyrobu narzędzi i broni, mebli i papieru. Jest to materiał organiczny, naturalny kompozyt włókien celulozowych (wytrzymałych na rozciąganie) osadzonych w matrycy z ligniny, która jest odporna na ściskanie.
Weź drzewo i zdejmij zewnętrzną „skórę” lub korę, a znajdziesz dwa rodzaje drewna. Najbliżej krawędzi znajduje się wilgotna, lekka, żywa warstwa zwana bielą , wypełniona rurkami zwanymi ksylemem, które pomagają drzewu odprowadzać wodę i składniki odżywcze od korzeni do liści; wewnątrz bielu znajduje się znacznie ciemniejsza, twardsza część drzewa zwana twardzielami, która jest martwa, gdzie rurki ksylemu zatkały się żywicą lub dziąsłami i przestały działać.
Wokół zewnętrznej krawędzi bielu (i pnia) znajduje się cienka aktywna warstwa zwana kambium, w której drzewo co roku wyrasta nieco na zewnątrz, tworząc słynne słoje roczne, które mówią nam, ile ma lat drzewo. Kamb ma często grubość tylko jednej lub dwóch komórek i potrzebny jest mikroskop, aby go dobrze zobaczyć.
Przecinaj poziomo drzewo, prowadząc piłę równolegle do ziemi (prostopadle do pnia), a zobaczysz słoje roczne (dodawane co roku jeden nowy) tworzące przekrój. Przetnij pionowo pień drzewa, a zobaczysz wewnętrzne linie biegnące równolegle do skrętu utworzonego przez rurki ksylemowe, tworzące wewnętrzną strukturę drewna zwaną jego słojami.
Zobaczysz także okazjonalne owale przerywające słoje zwane „sękami”, które są miejscami, w których gałęzie wyrastały z pnia drzewa. Sęki mogą upiększyć drewno, ale mogą też osłabić jego strukturę.
Jeśli spojrzysz na świeżo ścięte drewno pod mikroskopem, zobaczysz, że składa się ono z komórek, jak każda inna roślina. Komórki zbudowane są z trzech substancji:
Ogólnie rzecz biorąc, celuloza jest włóknistą masą drzewa, podczas gdy lignina jest klejem, który utrzymuje włókna razem.
twarde drewno
Twarde drewno pochodzi z drzew okrytonasiennych, które są roślinami wytwarzającymi kwiaty i wydającymi nasiona w owocach. Zwykle pochodzi z wolno rosnących drzew liściastych, które co roku gubią liście. Drewno jest zwykle ciężkie, twarde i gęstsze. Drewno liściaste często ma dodatkowe kanały do transportu soków, zwane naczyniami lub porami. Mogą być widoczne gołym okiem lub pod powiększeniem jako małe dziurki po cięciu poprzecznym drewna. W wyniku ich skondensowanej i bardziej złożonej struktury, drewno liściaste generalnie oferuje wyższy poziom wytrzymałości i trwałości. Typowe rodzaje twardego drewna to dąb, klon, wiśnia, mahoń i orzech.
Gatunki drewna liściastego nie zawsze są mocniejsze niż drewno iglaste, ale wiele gatunków jest dobrze znanych z pięknych i wyraźnych wzorów słojów drewna.
drewno iglaste
Drewno iglaste zwykle pochodzi z drzew iglastych, to znaczy drzew o liściach przypominających igły, których nasiona są pokryte szyszkami. Są to drzewa szybko rosnące, dające miękkie i jasne drewno. Sosny, świerki, modrzewie to znane przykłady. Wyjątkiem od reguły jest cis, który rośnie wolno i bardzo gęsto.
Mylące jest to, że niektóre gatunki miękkiego drewna są twardsze niż twarde!
Drewno miękkie zwykle nie ma widocznych porów. Promienie mogą być również wąskie lub praktycznie niewidoczne. Drewno iglaste można czasem rozpoznać po obecności żywicy lub zapachu „terpentyny”, szczególnie w przypadku świeżo ściętego drewna.
| Charakterystyka | twarde drewno | drewno iglaste |
| Pochodzi z | Drzewa liściaste | Wiecznie zielone drzewa |
| Przykłady | Dąb, Teak, Mahoń | Sosna, Świerk, Jodła |
| Cena | Droższe | Tańszy |
| Gęstość | Zazwyczaj trudniej (ale nie zawsze) | Zwykle bardziej miękkie (ale nie zawsze) |
| Kolor | Generalnie ciemno | Prawie zawsze lekki |
| Struktura | Dolny sok | Wyższy sok |
| Ziarno | Zamknąć | Luźny |
| Odporność na ogień | Dobry | Słaby |
| Waga | Ciężki | Światło |
Skład chemiczny drewna różni się w zależności od gatunku, ale zawiera około 50% węgla, 42% tlenu, 6% wodoru, 1% azotu i 1% innych pierwiastków (głównie wapnia, potasu, sodu, magnezu, żelaza i manganu). waga. Drewno zawiera również siarkę, chlor, krzem, fosfor i inne pierwiastki w małych ilościach.
Wytrzymałość
Fizycznie drewno jest mocne i sztywne; jednak w porównaniu z materiałami takimi jak stal jest również lekki i elastyczny.
Metale, tworzywa sztuczne i ceramika są izotropowe, tzn. mają dość jednolitą strukturę wewnętrzną i zachowują się dokładnie tak samo we wszystkich kierunkach. Ze względu na swoją roczną strukturę słojów i słojów drewno zachowuje się inaczej.
Czy kiedykolwiek próbowałeś rąbać drewno siekierą? Jeśli tak, to wiedziałbyś, że łatwo się rozłupuje, gdy jest krojony ostrzem razem z ziarnem, ale znacznie trudniej jest posiekać ziarno w drugą stronę.
Weź małą, martwą gałąź drzewa. Spróbuj zgiąć i złamać go gołymi rękami. Możesz to zrobić? TAK.
Teraz spróbuj pociągnąć lub popchnąć go w przeciwnym kierunku. Czy możesz go rozciągnąć lub skompresować? NIE.
Oznacza to, że drewno jest anizotropowe, co oznacza, że bryła drewna ma różne właściwości w różnych kierunkach.
Trwałość
Drewno trwa dość długo. Słyszeliście kiedyś o archeologach odkrywających zakopane szczątki starożytnych drewnianych rzeźb lub narzędzi należących do cywilizacji istniejącej setki lub tysiące lat temu? Obiekty drewniane, niegdyś żywe, podlegają naturalnym siłom rozkładu w procesie zwanym „gniciem” — w którym organizmy, takie jak grzyby i owady, takie jak termity i chrząszcze, stopniowo odgryzają celulozę i ligninę, zamieniając drewno w pył .
Drewno i woda
Drewno jest higroskopijne, co oznacza, że podobnie jak gąbka chłonie wodę i pęcznieje w wilgotnych warunkach, oddając ponownie wodę, gdy powietrze wysycha i wzrasta temperatura.
Drewniane okna otwierają się znacznie łatwiej latem niż zimą. Wiesz dlaczego? Zbyt duża wilgotność powoduje takie zjawisko. Wilgotne warunki zewnętrzne w zimie sprawiają, że pęcznieją w ramach.
Dlaczego drewno wchłania wodę? Pamiętaj, że pień drzewa jest przeznaczony do przenoszenia wody od korzeni do liści. Świeżo ścięty kawałek „zielonego” drewna zwykle zawiera ogromną ilość ukrytej wody, co bardzo utrudnia spalanie drewna opałowego bez dużej ilości palenia i plucia. Niektóre rodzaje drewna mogą wchłaniać wodę wielokrotnie przekraczającą ich własną wagę, która jest wchłaniana wewnątrz drewna przez te same struktury, które transportowały wodę z korzeni drzewa do liści, gdy drzewo było żywą, rosnącą rośliną.
Drewno i energia
Drewno jest dobrym izolatorem ciepła, ale suche drewno pali się dość łatwo i wytwarza dużo energii cieplnej, jeśli zostanie podgrzane powyżej temperatury zapłonu (temperatura, w której się zapala, gdziekolwiek około 200–400°C, 400–750°F ).
Ogólnie rzecz biorąc, drewno dobrze pochłania dźwięk, ponieważ jest porowate i ma dużo przestrzeni powietrznych, które zatrzymują dźwięk. Jednak drewno nie jest wystarczająco gęstym materiałem, aby w takiej postaci pochłaniać dużo dźwięku. Z drugiej strony drewniane przedmioty służą również do przenoszenia i wzmacniania dźwięków – tak działają instrumenty muzyczne.
Drewno nie przewodzi prądu. Jednak gdy drewno jest mokre, wówczas jego przewodność wzrasta.
1. Ogrodzenie i urządzanie ogrodów
Drewno jest używane do ogrodzeń i dekoracji ogrodów, ponieważ sprawia, że cały ogród wygląda na otwarty i nadal chroniony.
2. Stosowany w produkcji mebli
Jak wiemy, wszystkie meble w naszych domach wykonane są z drewna. Nasze krzesła, stoły, półki i inne są wykonane z drewna i nadal zaprojektowane.
3. Używane w tworzeniu sztuki
Drewno jest wykorzystywane do tworzenia i projektowania wszystkich rzeczy związanych ze sztuką. Obejmuje to rzeźby, rzeźby i ramy artystyczne, które umieszczamy w naszym domu.
4. Używany jako izolacja
Drewno jest lepszym izolatorem niż większość urządzeń ze względu na swój charakter. Służy do pomiaru właściwości izolacyjnych materiałów budowlanych. Ma tę zdolność dzięki kieszeni powietrznej w swojej strukturze powietrznej.
5. Używany do ogrzewania
Drewno jest dobrym źródłem energii, gdy jest używane z paliwem. Może służyć do ogrzewania w lesie jako ognisko. Może być również używany w piecu wewnętrznym, aby utrzymać ciepło w pomieszczeniach i uniknąć zimna.
6. Używany do produkcji większości przyborów kuchennych
Większość przyborów kuchennych jest wykonana z drewna ze względu na jego właściwości izolacyjne. Uchwyty przyborów kuchennych, wykonane z drewna, okazałyby się łatwiejsze w obsłudze, ponieważ ludzie nie baliby się zranienia z powodu gorąca uchwytów.
7. Służy do wyrobu instrumentów muzycznych
Jest to szczególne i korzystne zastosowanie drewna w czasach nowożytnych. Drewno jest używane do produkcji prawie wszystkich instrumentów muzycznych, takich jak fortepian, gitara, bęben i wiele innych.
8. Używany do produkcji sprzętu sportowego
Drewno jest jednym z podstawowych materiałów używanych do produkcji sprzętu sportowego, takiego jak krykiet, tenis stołowy i hokej.
9. Stosowany w przemyśle stoczniowym
Drewno jest kolejnym ważnym materiałem, jeśli chodzi o tworzenie statków. Zarówno duże, jak i małe statki są wykonane z drewna, ponieważ pomaga w pływalności.
10. Używany do produkcji zabawek dla dzieci
zabawki dla dzieci wykonane są z drewna. Dzisiaj rodzice wolą kupować drewniane zabawki dla swoich dzieci, ponieważ uważają plastikowe zabawki za szkodliwe ze względu na ich toksyczność.
