Древесина является одним из широко используемых материалов в мире. На этом уроке мы узнаем о:
Древесина – это органический материал, а значит, полученный от природы. Это твердая волокнистая структурная ткань, обнаруженная в стеблях и корнях деревьев и других древесных растений. Если вы прорежете ствол дерева, вы увидите несколько колец, которые сообщат вам, сколько лет древесине. Чем больше колец на дереве, тем старше древесина.
Он использовался на протяжении тысячелетий как в качестве топлива, так и в качестве строительного материала, для изготовления инструментов и оружия, мебели и бумаги. Это органический материал, натуральный композит из целлюлозных волокон (устойчивых к растяжению), заключенных в матрицу из лигнина, сопротивляющуюся сжатию.
Возьмите дерево и снимите с него внешнюю «кожу» или кору, и вы обнаружите два вида древесины. Ближе всего к краям находится влажный, легкий, живой слой, называемый заболонью , заполненный трубками, называемыми ксилемой, которые помогают дереву направлять воду и питательные вещества от корней к листьям; внутри заболони находится гораздо более темная и твердая часть дерева, называемая ядровой древесиной, которая мертва, где трубки ксилемы забиты смолой или камедью и перестали работать.
Вокруг внешнего края заболони (и ствола) находится тонкий активный слой, называемый камбием, где дерево на самом деле немного растет наружу каждый год, образуя те знаменитые годовые кольца, которые говорят нам, сколько лет дереву. Камбий часто имеет толщину всего в одну или две клетки, и вам нужен микроскоп, чтобы хорошо его разглядеть.
Разрежьте дерево горизонтально, направляя пилу параллельно земле (перпендикулярно стволу), и вы увидите годовые кольца (каждый год добавляется одно новое), составляющие поперечное сечение. Разрежьте ствол дерева вертикально, и вы увидите линии внутри, идущие параллельно повороту, образованному трубками ксилемы, образующими внутреннюю структуру древесины, известную как ее волокна.
Вы также увидите случайные овалы, прерывающие волокна, называемые «узлами», которые являются местами, где ветви выросли из ствола дерева. Сучки могут сделать древесину привлекательной, но они также могут ослабить ее структуру.
Если вы посмотрите на свежесрубленную древесину под микроскопом, вы увидите, что она состоит из клеток, как и любое другое растение. Клетки состоят из трех веществ:
Вообще говоря, целлюлоза — это волокнистая масса дерева, а лигнин — это клей, скрепляющий волокна.
лиственных пород
Твердая древесина поступает из покрытосеменных деревьев, которые являются растениями, дающими цветы и семенами в плодах. Обычно это происходит от медленно растущих лиственных деревьев, которые ежегодно теряют листья. Древесина обычно тяжелая, жесткая и плотная. Лиственные породы часто имеют дополнительные каналы для транспортировки сока, известные как сосуды или поры. Они могут быть видны невооруженным глазом или под увеличением в виде крошечных проколов при поперечном распиле древесины. В результате своей плотной и более сложной структуры лиственные породы обычно обладают превосходным уровнем прочности и долговечности. Обычные типы лиственных пород включают дуб, клен, вишню, красное дерево и орех.
Породы лиственных пород не всегда прочнее хвойных, но многие породы хорошо известны своими красивыми и отчетливыми рисунками древесных волокон.
Хвойная древесина
Мягкие породы обычно получают из хвойных деревьев, то есть деревьев с игольчатыми листьями, семена которых покрыты шишками. Это быстрорастущие деревья, дающие мягкую и легкую древесину. Сосны, ели, лиственницы — знакомые примеры. Исключением из правил является тис, который одновременно и медленнорастущий, и очень густой.
Как ни странно, некоторые хвойные породы тверже лиственных!
Мягкая древесина обычно не имеет видимых пор. Лучи также могут быть узкими или практически невидимыми. Мягкую древесину иногда можно определить по наличию смолы или запаху «скипидара», особенно если она только что срублена.
| Характеристика | лиственных пород | Хвойная древесина |
| Происходит из | Лиственные деревья | Вечнозеленые деревья |
| Примеры | Дуб, Тик, Красное дерево | Сосна, Ель, Пихта |
| Цена | Более дорогой | Дешевле |
| Плотность | Обычно сложнее (но не всегда) | Обычно мягче (но не всегда) |
| Цвет | Обычно темно | Почти всегда светло |
| Состав | Нижний сок | Высший сок |
| Зерно | Закрывать | Свободный |
| Огнестойкость | Хороший | Бедный |
| Масса | Тяжелый | Свет |
Химический состав древесины варьируется от вида к виду, но составляет примерно 50 % углерода, 42 % кислорода, 6 % водорода, 1 % азота и 1 % других элементов (в основном кальция, калия, натрия, магния, железа и марганца). масса. Древесина также содержит серу, хлор, кремний, фосфор и другие элементы в небольших количествах.
Сила
Физически древесина прочная и жесткая; однако по сравнению с такими материалами, как сталь, он также легкий и гибкий.
Металлы, пластмассы и керамика изотропны, т. е. имеют достаточно однородную внутреннюю структуру и склонны вести себя одинаково во всех направлениях. Благодаря своему годовому кольцу и зернистой структуре древесина ведет себя по-разному.
Вы когда-нибудь пробовали рубить дрова топором? Если да, то вы должны знать, что он легко раскалывается, когда его режут лезвием вместе с зерном, но его гораздо труднее разрезать в обратном направлении через зерно.
Возьмите маленькую мертвую ветку дерева. Попробуйте согнуть и сломать его голыми руками. Ты можешь сделать это? ДА.
Теперь попробуйте потянуть или толкнуть его в противоположном направлении. Можно ли его растянуть или сжать? НЕТ.
Это означает, что древесина анизотропна, что означает, что кусок дерева имеет разные свойства в разных направлениях.
Долговечность
Древесина служит довольно долго. Вы когда-нибудь слышали об археологах, раскапывающих останки древних деревянных скульптур или инструментов, принадлежащих цивилизации, существовавшей сотни или тысячи лет назад? Когда-то живое существо, деревянные объекты подвергаются естественным силам разложения в процессе, известном как «гниение» , при котором такие организмы, как грибы и насекомые, такие как термиты и жуки, постепенно отгрызают целлюлозу и лигнин и превращают древесину в пыль. .
Дерево и вода
Древесина гигроскопична, то есть как губка впитывает воду и набухает во влажных условиях, снова отдавая воду при высыхании воздуха и повышении температуры.
Летом деревянные окна открываются гораздо легче, чем зимой. Ты знаешь почему? Слишком большая влажность делает это. Влажные зимние уличные условия заставляют их вздуваться в рамах.
Почему дерево впитывает воду? Помните, что ствол дерева предназначен для переноса воды от корней к листьям. Свежесрубленный кусок «зеленого» дерева обычно содержит огромное количество скрытой воды, что затрудняет сжигание дров без большого количества дыма и плевков. Некоторые виды древесины могут впитывать воду, в несколько раз превышающую их собственный вес, которая поглощается внутри древесины теми же самыми структурами, которые доставляли воду от корней дерева к листьям, когда дерево было живым, растущим растением.
Древесина и энергия
Древесина является хорошим теплоизолятором, но сухая древесина горит довольно легко и выделяет много тепловой энергии, если нагревается выше температуры воспламенения (температура, при которой она загорается, где-то около 200–400 ° C, 400–750 ° F). ).
Как правило, древесина хорошо поглощает звук , потому что она пористая, с большим количеством воздушных пространств для улавливания звука. Однако древесина не является достаточно плотным материалом, чтобы поглощать много звука. С другой стороны, деревянные предметы также предназначены для передачи и усиления звуков — так работают музыкальные инструменты.
Дерево не проводит электричество. Однако, когда древесина влажная, ее проводимость увеличивается.
1. Ограждение и украшение садов
Древесина используется для ограждения и украшения садов, так как она делает весь сад открытым и все еще защищенным.
2. Используется в производстве мебели
Как известно, вся мебель в наших домах сделана из дерева. Наши стулья, столы, полки и другие предметы изготовлены из дерева и по-прежнему имеют дизайн.
3. Используется в создании искусства
Дерево используется при создании и проектировании всех предметов, связанных с искусством. Это включает в себя скульптуры, резьбу и художественные рамки, которые мы размещаем в нашем доме.
4. Используется в качестве изоляции
Древесина является лучшим изолятором, чем большинство оборудования, из-за своей природы. Он используется для измерения изоляционных свойств строительных материалов. У него есть эта способность из-за воздушного кармана в его воздушной структуре.
5. Используется для отопления
Древесина является хорошим источником энергии при использовании в качестве топлива. Его можно использовать для обогрева в лесу в качестве костра. Его также можно использовать в домашней печи, чтобы согреть комнаты и избежать холода.
6. Используется для изготовления большинства кухонных принадлежностей.
Большая часть кухонной утвари изготавливается из дерева из-за его изолирующих свойств. Ручки кухонной утвари, сделанные из дерева, оказались бы более удобными в обращении, поскольку люди не боялись бы пораниться из-за горячих ручек.
7. Используется для изготовления музыкальных инструментов
Это одно из особых и выгодных применений древесины в современную эпоху. Древесина используется для изготовления почти всех музыкальных инструментов, таких как фортепиано, гитара, барабан и многое другое.
8. Используется для изготовления спортивного инвентаря.
Дерево является одним из основных материалов, используемых при изготовлении спортивного инвентаря, такого как крикет, настольный теннис и хоккей.
9. Используется в судостроении
Дерево — еще один важный материал, когда дело доходит до изготовления кораблей. И большие, и маленькие корабли сделаны из дерева, так как оно способствует плавучести.
10. Используется для изготовления детских игрушек
детские игрушки сделаны из дерева. Сегодня родители предпочитают покупать своим детям деревянные игрушки, так как пластмассовые игрушки они считают вредными из-за их токсичности.
