Шпаргалка по "Древесиноведение"

Классификация лесоматериалов —это разделение лесных товаров по основным признакам на классы, группы.

Лесными товарами называют сырье и  продукцию, получаемые путем мехнической, механико-химической и химической переработки ствола, корней и кроны дерева.

По способу получения лесные товары можно разделить на семь групп: лесоматериалы; сырье для лесохимических производств; композиционные древесные  материалы; модифицированная древесина; целлюлоза, бумага и древесноволокнистые  материалы; продукция гидролизного и дрожжевого производств; продукция  лесохимических производств. В первую группу входят товары, которые получают путем механической обработки в основном ствола дерева.Ко второй группе относятся: товары, получаемые механическим путем из ствола, корней, кроны и специально предназначенные к использованию в качестве сырья для лесохимических производств; корье из лиственницы, ели, ивы и древесное сырье из дуба, каштана — для выработки дубильных экстрактов; сосновый осмол из пней и стволов; древесное сырье из липы, ольхи, ивы, крушины, лещины, а также березы — для специального углежжения; древесная зелень.Следующие две группы лесных товаров получают механико-химическими способами.В третью группу входят листовые, плитные или другого вида материалы, образованные с помощью связующих (вяжущих) веществ из предварительно разделенной на части древесины (или коры): фанера, древесностружечные плиты, столярные плиты, древеснослоистые пластики и др.К четвертой группе относится цельная древесина с направленно измененными свой¬ствами: прессованная древесина; пластифицированная аммиаком; модифицированная синтетическими смолами и др. Остальные три группы лесных товаров получают путем химической переработки сырья. Пятая группа объединяет различного вида и назначения целлюлозу, древесную массу, бумагу, картон, древесноволокнистые плиты и др.В шестую группу включена продукция гидролизного и дрожжевого производства: спирт, кормовые и пищевые дрожжи, фурфурол и пр., которую получают из низкокачественной древесины и отходов.В седьмую группу входят разнообраз¬ные продукты: древесный уголь, скипидар, канифоль, дубильные экстракты, биологически активные вещества и др. Эти продукты получают из низкокачественной древесины, живицы, специально заготавливаемого древесного сырья и корья, древесной зелени, отходов.

34. анатомические  элементы древесины хвойных пород.

Главными анатомическими элементами древесины хвойных пород служат прозенхимные клетки — трахеиды, составляющие до 91...95% ее объема. Это длинноватые клетки со стенками разной толщины. В стволе растущего дерева лишь последний годичный слой содержит живые трахеиды, которые отмирают к зиме. В поперечном сечении трахеиды чаще всего имеют прямоугольную форму, а время от времени пяти- либо шестиугольную. Концы традиционно кососрезанные с заостренными либо закругленными кончиками. В дереве трахеиды размещены главным образом вертикально (вдоль оси ствола). Длина трахеид обычно составляет 1,6...5,5 мм (с колебаниями для представителей отдельных семейств от 0,7 до 11 мм) при ширине 0,02...0,09 мм. Древесину хвойных пород применяют в целлюлозно-бумажном производстве как длинноволокнистое сырье. Ранние трахеиды наиболее широкие, имеют тонкие стенки и широкие полости (соотношение длины к ширине около ста). Они выполняют проводящие функции. Поздние трахеиды наиболее узкие (соотношение длины к ширине примерно двести), имеют толстые стенки и узкие полости. Они выполняют механические функции. Размеры трахеид зависят от древесной породы и условий произрастания дерева.

Вторым анатомическим элементом  являются паренхимные клетки, образующие живую ткань — паренхиму, главным образом лучевую. Ее клетки образуют сердцевинные лучи — ряды из паренхимных клеток, идущие горизонтально по радиусам ствола. Лучи могут состоять лишь из паренхимных клеток (гомогенные лучи), или содержать не считая паренхимных клеток горизонтальные лучевые трахеиды (гетерогенные лучи). У хвойных пород сердцевинные лучи узкие, однорядные (кроме лучей, в которых образуются горизонтальные смоляные ходы), а их высота по числу клеток колеблется. Горизонтальные (лучевые) трахеиды по размерам близки к паренхимным клеткам, но малочисленны по сравнению с последними. В отличие от паренхимных клеток лучевые трахеиды имеют окаймленные поры (см ниже). Сердцевинные лучи проводят растворы питательных веществ в горизонтальном направлении. В древесине некоторых хвойных пород в маленьких количествах (например, у сосны 0,6%) содержится вертикальная (осевая, или тяжевая) паренхима, ряды клеток которой проходят вдоль ствола.

Паренхима выполняет наряду с проводящей запасающую функцию В ее клетках хранятся резервные питательные вещества, содержатся экстрактивные вещества и минеральные. У хвойных деревьев часть запасов питательных веществ хранится также в хвое и поэтому доля паренхимных клеток довольно мала (3,5...6%). Исключение составляет древесина лиственницы, сбрасывающей хвою на зиму, содержащая около 10% паренхимных клеток.

В древесине некоторых хвойных  пород (сосна, лиственница, ель) находятся  также эпителиальная паренхима, образующая смоляные ходы (смоляные каналы), и сопровождающая их паренхима. Смоляные ходы -это межклеточные каналы, заполненные живицей (смолой). Распознают вертикальные и горизонтальные смоляные каналы, образующие единую смолоносную систему. Вертикальные каналы размещаются чаще в поздней зоне годичного кольца и образуются 3-мя слоями клеток: внутренним выстилающим слоем живых эпителиальных клеток; слоем мертвых клеток, заполненных воздухом; слоем живых клеток сопровождающей паренхимы, с течением времени отмирающих. Диаметр вертикальных смоляных ходов составляет 0,10...0,14 мм. Их можно заметить и невооруженным глазом.

Горизонтальные смоляные каналы проходят в многорядных сердцевинных лучах. Они образованы живыми эпителиальными клетками и мертвыми паренхимными клетками. Эти ходы наблюдают под микроскопом. Диаметр смоляных каналов зависит от породы дерева. Так, в древесине сосны каналы имеют большие размеры, чем в древесине ели. Смолоносная система служит в дереве защитной системой, позволяющей переносить экстремальные условия обитания, и в том числе обеспечивает защиту от повреждения дерева насекомыми и иными живыми организмами.

Клетки древесины сообщаются между  собой через поры. Поры -это неутолщенные участки клеточной стенки. Пора не является свободным отверстием, потому что в ней имеется узкая мембрана (первичная стенка и межклеточное вещество), пронизанная мелкими отверстиями. В живых клетках через эти отверстия проходят тонкие нити цитоплазмы, которые соединяют содержимое живых клеток в одно целое. Поре в оболочке одной клетки соответствует пора соседней клетки, другими словами образуется пара пор.

Различают простые, окаймленные и  полуокаймленные поры (пары пор). Простые поры образуются в стенках 2-х смежных паренхимных клеток, а окаймленные поры — в стенках 2-х смежных трахеид, располагаясь преимущественно на радиальных стенках у концов трахеид. Поздние трахеиды по сравнению с ранними имеют наименьшее число пор меньших размеров (щелевидные поры). У окаймленной поры мембрана имеет в центре утолщение — торус, играющий роль клапана, который может перекрывать пору. Структура торуса отличается от структуры мембраны. Окаймление образуется нависающим выступом вторичной стенки. Оно может быть выражено четко либо слабо заметно.

Трахеиды с паренхимными клетками сердцевинных лучей сообщаются через полуокаймленные поры в так называемых полях перекреста. Форма, размер и число пор в поле перекреста служат диагностическими признаками при определении хвойных древесных пород.

35. изменение  свойств древесины под воздействием физических и механических факторов.

Древесина как строительный материала  имеет рад физических свойств, которые, к сожалению, нельзя однозначно назвать  положительными. Например, высокая  степень влагопоглашения и пропитываемости материала имеет и обратную сторону - может стать причиной нарушения целостности древесины. Поэтому такие климатические факторы как, осадки, изменения влажности воздуха, смена температур, ветер, воздействие солнечной радиации приводят к усушке, набуханию, образованию трещин материла, и увеличивают риск биологического повреждения древесины.

Перепады температур Сезонные перепады температур могут стать причиной снижения прочностных характеристик древесины и ещё ряда присущих ей физических свойств. В зависимости от степени влажности материала, влияние температур будет неодинаково. Воздействие высоких температур, в сочетании со значительными показателями влажности древесины, приводят к значительным ухудшениям свойств материала. Снижается показатель прочности и ударной вязкости, а также и другие механические свойства, при продолжительном влиянии температур от 800 С на 10-20%, и более прямо пропорционально увеличению температуры. Вообще же, для древесины губительным может оказаться длительное влияние температур, начиная от 500 С. Хотя, непродолжительное повышение tдо 1000 С приводит к незначительным изменениям, обратимым при снижении к нормальной температуре. Противоположное воздействие на прочностные характеристики древесины оказывают низкие температуры – прочность материала заметно увеличивается. Но некоторые физические свойства, всё же меняются не в лучшую сторону. Чем ниже будет показатель влажности материала, тем меньше воздействия будет оказывать на древесину смена температурного режима.

Осадки и изменения влажности воздух При выпадении осадков древесина, используемая для строительства и наружной отделки жилых конструкций, а также хранящаяся в открытом пространстве, вступает в прямой контакт с водой. Способность незащищённого материала впитывать влагу, приводит к разрушению структуры древесины, нарушению её физико-механических свойств, поражению вредоносными грибами. Но даже если древесина защищена от прямого контакта с водой, она всё равно подвержена негативному влиянию влаги. Дождь и снег значительно увеличивают уровень влажности воздуха. Древесина способна впитывать и такую влагу. Так как вода из деревянных элементов испаряется медленного испарения, существует риск накопления влаги в материале, увеличения её уровня свыше 20%. Это может повлечь за собой возникновение грибковых и плесневых заражений, и вымывание цветных водорастворимых веществ из древесины. Высокий уровень влажности может стать причиной разбухания или усушки древесины. Со временем это приведёт к образованию трещин и деформации материала. Для того чтобы сохранить цвет древесины, её целостность и защитить от поражения грибами, необходимо снизить порог влагопоглощения материла, обработав его специальными составами.

Солнечная радиация

Наибольший вред древесине наносит  не только высокий уровень влажности, но и воздействие солнечных лучей. Обычный, видимый солнечный свет, с длинной волн 380-720нм, не оказывает значительного негативного влияния. Но так как солнечные лучи не однородны, то и их воздействие на древесину весьма различно. Солнечный свет с длиной волны менее 380 нм – УФ-лучи, при контакте с поверхностью древесины, вызывают ухудшение состояния материла. Древесина приобретает сероватый оттенок, быстро темнеет, волокна материала начинают отслаиваться и приподниматься. Это вызвано тем, что УФ-лучи способствуют разрушению древесины на молекулярном уровне.ИК-составляющая спектра - лучи с длиной волны более 720нм, способны нагревать верхние слои древесины. Внутренние слои остаются в нормальном состоянии, благодаря изолирующему  свойству древесины. Вследствие усушки только поверхностных слоёв, в материале образуется внутренне напряжение, которое приводит к появлению трещин.Солнечная радиация приводит к химическому изменению целлюлозы, разрушению лигнина, содержащихся в древесине.Незащищённая от ультрафиолетовых лучей строительная конструкция подвергается серьезным негативным изменениям.

ОкислениеОкисление древесины - результат процесса взаимодействия материала с химическими элементами, содержащимися в воздухе, а именно с кислородом.На воздухе в составных частях древесины происходят сложные биохимические и физико-химические реакции. Дубильные вещества окисляются и впитываются в стенки древесных клеток. Водорастворимые элементы подвергаются действию различных бактерий, бродят и частично окисляются, в процессе высыхания кристаллизуются. В процессе окисления в хвойных породах древесины загустевают смолянистые вещества. Преобразованию водорастворимых веществ (сахара, дубильные вещества, смолы)  в нерастворимые в структуре древесины способствует дополнительно и солнечный свет. Ускорению реакций при окислении способствуют также некоторые виды бактерий, неорганических солей, дающих щелочную реакцию, которые попадают в структуру древесины с воздухом и водой.Изменения химического состава древесины в процессе окисления, влияет и на её физико-механические свойства. Так, например,  окисленная древесина становится темнее на несколько тонов.

36. строганные. Лущенные. Колотые лесопиломатериалы. Получение, Использованние.

Виды строганных пиломатериалов. У  строганных пиломатериалов могут быть обработаны одна, две, три или все  четыре стороны по сечению. Наиболее часто обработка ведется с  четырех сторон. Потребители строганных пиломатериалов: строительные организации, вагоно- , судо- , авто- , сельхозмашиностроение, обозостроение, тарная промышленность и др.Строганные пиломатериалы могут быть по профилю плоские и фигурные. На кромках досок профиль паза и гребня может быть прямоугольным, скругленным, трапециевидным. Доски с калевкой могут иметь разнообразные фигурные профили. Широк и разнообразен набор профилей для карнизов, пилястр, плинтусов, поручней. Для получения фигурного профиля может быть использован строганный пиломатериал, имеющий обзол или неполный профиль. На лесопильных заводах, выпускающих строганный пиломатериал, можно планировать поставы с неполным профилем, рационально используя полученный строганный пиломатериал, тем более, что размерами строганных пиломатериалов считают те стандартные размеры, которые они имели до обработки. Учитывают объем строганных пиломатериалов по номинальным размерам пиломатериалов до обработки.Производство строганных материалов. Пиломатериал, поступающий на обработку, должен быть высушен до требуемой влажности. Сушка после обработки приводит к короблению и изменению полученных при фрезеровании размеров.Основной станок для получения строганных пиломатериалов — четырехсторонний продольно-фрезерный с четырьмя-пятью режущими головками. Промышленность выпускает четырехсторонние продольно-фрезерные станки: С10-3; С16-4А; С25-1А; С25-2А и С26-2М. Наибольшая ширина обрабатываемых заготовок 100 мм у первого; 160 мм у второго и 250 мм у последних трех. Станки серии С25 имеют пятый шпиндель — калевочный, на станке С25-2А на этот шпиндель можно устанавливать вместо фрез пилы. Скорость подачи от 6 до 30-40 м/мин, частота вращения фрез 5000—7000 мин-1.Скорость подачи зависит от мощности станка, величины снимаемого слоя и качества поверхности, которое необходимо получить. Качество обработанной поверхности определяется размерами волн, образующихся на поверхности вследствие ее обработки вращающимся режущим инструментом.Для облегчения подачи досок в высокопроизводительный станок и непрерывной подачи досок (без межторцовых разрывов) применяют механизированные загрузочные столы. Штабель или пачки досок из сушильной камеры подаются на тележках или роликовым конвейером на подъемник. Подъемник поднимает и наклоняет пачку до момента, когда верхний ряд досок под собственной массой сдвинется и доски коротким поперечным конвейером будут поданы на загрузочный роликовый конвейер.Скорость загрузочного конвейера больше скорости подачи досок в станок, поэтому доска продвинется вперед, передний ее конец сдвинется специальными дисками до упора в направляющую линейку, а торец упрется в торец предыдущей доски. Выравнивание всей доски по направляющей линейке выполняется винтовыми роликами. Следующие доски прижимаются к кромке предыдущей доски и торцом упираются в косопостав-ленный упор. После освобождения места у направляющей линейки к линейке подается следующая доска и далее роликами и диском досылается торцом в торец предыдущей доски в станок. Лущение — это процесс поперечного резания древесины с целью получения шпона заданной толщины, при котором траектория резания представляет собой спираль.Используемый при лущении плоский лущильный нож должен быть несколько длиннее обрабатываемого чурака (кряжа), а его лезвие должно быть прямолинейным и располагаться в процессе резания параллельно оси вращения чурака.Чураки предварительно подвергают гидротермической обработке — нагреву и увлажнению водой или паром для придания волокнам древесины пластичности, чтобы лист шпона после лущения не стремился принять прежнюю форму чурака, а оставался плоским.Для получения шпона высокого качества в процессе резания (лущения) применяют прижимную линейку, кромку которой устанавливают параллельно лезвию ножа. Просвет между кромкой линейки « ножом должен быть меньше толщины шпона. Проходя через суженный просвет, шпон обжимается, препятствует образованию опережающих трещин и свободна скалыванию шпона.