Шпаргалка по "Древесиноведение"

7. Микроскопическое  строение древесины.

Микроскопическое строение древесины. Древесина состоит из клеток разнообразной  формы, разных размеров, выполняющих  различные функции в жизни  растения. Основная масса древесины  имеет клетки удлиненной формы, расположенные вдоль оси ствола. У хвойных пород их называют трахеидами, у лиственных — либриформом.Различают два вида клеток: тонкостенные с небольшой разницей между длиной и шириной — паренхимные и толстостенные, у которых длина больше ширины — прозенхимные. Ткань из паренхимных клеток более мягкая и рыхлая, чем ткань из прозенхимных. Паренхимные клетки содержат запас питательных веществ, прозенхимные — образуют древесную ткань, несущую основную механическую нагрузку.У хвойных пород трахеиды занимают 89-95% общего объема древесины. Это мертвые клетки, имеющие лишь оболочку. Только последний годичный слой содержит живые трахеиды, которые к осени отмирают. Трахеиды в пределах одного годичного слоя изменяются по сечению. В ранней зоне, формирующейся весной, трахеиды крупные и более вытянутые в радиальном направлении. Больше полости внутри них служат для более обильной подачи влаги. К концу вегетативного периода они уменьшаются и становятся в сечении вытянутыми в тан-гентальном направлении. Трахеиды не изолированы друг от друга. В стенках двух соприкасающихся трахеид есть отверстия, затянутые мембраной, — поры. Через поры возможна передача влаги и питательных веществ в соседнюю клетку.Между трахеидами располагаются вертикальные смоляные ходы. В них образуется и хранится запас смолы. Горизонтальные смоляные ходы проходят в сердцевинных лучах и пересекаются с вертикальными. Смоляные ходы составляют 0,1-1,1% объема ствола. Смола увеличивает стойкость древесины к загниванию.Древесина лиственных пород в отличие от хвойных имеет более сложное строение (Рис. б). Основная масса древесины образована идущими вдоль оси ствола волокнами либрифор-ма и сосудами. Сосуды — основной водопроводящий элемент лиственных пород. Они представляют собой длинные тонкостенные трубки, образованные из коротких клеток, соединенных торцами. В торцовых перегородках клеток имеются отверстия. Сосуды в древесине составляют от 10% (береза) до 56% (липа) общего ее объема. Либриформ — основная ткань ствола, воспринимающая механические нагрузки.

8. Гидролиз древесины

Переработка древесины, при котором измельченная древесина обрабатывается слабыми кислотами, называется гидролизом древесины. Это очень перспективный метод. При обработке древесных опилок или щепы 0,3-0,5%-ным раствором серной кислоты при 170-180 град. С и давлении 7-10 ат. гемицеллюлозы и целлюлозы гидролизуются, т.е. присоединяют воду, и превращаются в сахара (осахаривание) Оставшийся после такой обработки лигнин отделяется от раствора сахаров и используется, например, в качестве наполнителя в производстве полимерных материалов - пластических масс, каучука. Раствор сахаров нейтрализуется известковым молоком и направляется в бродильные чаны, где протекает биохимический синтез этилового спирта. Помимо этилового спирта, идущего на производство каучука, при гидролизе древесины получают пищевую глюкозу и фурфурол, идущий в производство пластических масс, а также дрожжи, содержащие собой ценный корм для животных, птиц, рыбы. Из 1 т. древесины получают 150 - 180 л. 95%-ного этилового спирта, 30-40 кг дрожжей, 4 - 7 кг фурфурола.

9.изменчивость  свойств древесины.

у древесины есть и недостатки –  это изменчивость свойств, неоднородность строения, она может усыхать, разбухать, коробиться и растрескиваться, загнивать  и возгораться. Древесина имеет  пороки биологического происхождения, которые снижают ее качество. Многие недостатки устраняются путем химической и химико-механической обработки древесины. При нормальной эксплуатации конструкции из древесины сохраняются много лет.

10.засмолок,наросты и т.д.

Засмолок - участок древесины, обильно пропитавшийся смолой в результате ранения дерева. В круглых сортиментах он наблюдается всегда вблизи раны, открытой или заросшей. В пиломатериале раны возле засмолка может не быть. Просмоленные участки значительно темнее окружающей их нормальной древесины и в тонких материалах просвечиваются. Встречается на хвойных породах.Влияние на качество древесины. Затрудняет окраску, лакировку и склейку древесины. Увеличивает стойкость против гниения, а также изменяет физико-механические свойства: увеличивает объемный вес, снижает способность пропитываться, несколько снижает вязкость. Вследствие обычно небольших размеров существенного влияния на качество древесины не оказывает.

Смоляные кармашки - узкие карманообразные полости, располагающиеся параллельно годовым слоям, часто заполненные смолой и сопровождающиеся обычно некоторым изгибом прилегающих с периферии годовых слоев. Встречаются в древесине сосны, кедра, лиственницы, но особенно часто у ели. Располагаются обычно вблизи периферии ствола. Наблюдаются на торцах в виде дугообразных трещин (луночек), заполненных смолой. Максимальная протяженность их в тангентальном направлении 10 см, глубина до 7 мм. На продольном (радиальном) разрезе смоляные кармашки имеют вид коротких щелей или овальных плоских углублений. Размеры их вдоль оси дерева несколько больше, чем протяженность в тангентальном направлении. В шпоне и фанере различают светлые и темные смоляные кармашки.Причина возникновения. Тангентальные трещины, заполняемые смолой, возникают вследствие повреждения камбиального слоя, происходящего при движении ствола под действием ветра. Широкое распространение смоляных кармашков у опушечных деревьев позволяет предполагать, что возникновение этого порока может быть также связано с местным отмиранием камбия — от перегрева.Влияние на качество древесины. Смола, вытекающая из смоляных кармашков, портит поверхность изделия, препятствует его лицевой отделке, склейке и т. д. Такое вытекание смолы может произойти при нагревании древесины спустя ряд лет после изготовления детали, причем смола может просочиться даже через покрывающую изделие масляную краску. Для предотвращения такого явления смолу из кармашков, имеющихся в пиломатериалах, идущих для столярного производства, удаляют и заменяют шпаклевкой. В мелких деталях смоляные кармашки влияют на прочность древесины. В высококачественных мелких пиломатериалах и в фанере они могут снижать сортность. Влияние смоляных кармашков на прочность крупных конструкционных элементов незначительно. Однако присутствие их в большом количестве свидетельствует об отсутствии связи между годовыми слоями, поэтому рекомендуется проверять, не содержат ли материалы со смоляными кармашками отлупные трещины.

Наплывы, наросты, капы — это местные утолщения округлой или овальной формы, в виде кольцевого вздутия по всей окружности ствола или односторонние, образуемые в результате разрастания клеток древесины в определённом месте , увеличенных по количеству или по величине.Причины возникновения толком не выяснены. Возможными раздражителями роста клеток могут быть бактерии и паразитные грибы, различные вирусы, механические повреждения, а также некоторые высшие растени. Бугристый (почечный) наплыв, или кап, образуется в результате ненормального разрастания большого количества спящих или придаточных почек. Поверхность капа остробугорчатая, древесина очень свилеватая с красивым рисунком на разрезе и с включением темноокрашенных образований в виде коротких черточек, небольших пятен и точек. Встречается только у лиственных пород, особенно известен на березе, орехе грецком, ильме, карагаче, клене полевом, яворе, ольхе горной, ясене, чинаре, тополе белом, липе. Ствол так называемой карельской березы имеет многочисленные круговые капы, древесина которых весьма красива. Влияние на качество древесины. Древесина наплывов резко отличается от нормальной по физико-механическим свойствам. При заготовке поделочной древесины наплыв обычно удаляют вместе с несущим его участком ствола, вследствие чего выход деловой древесины соответственно понижается. Капы ценны как сырье для производства изделий, где от древесины требуется красивый внешний вид.

Водосло́й — образующийся в растущем дереве участок древесины, сильно пропитанный водой. Водослой сохраняет твёрдость здоровой древесины, но приобретает характерную волокнистую структуру, хорошо заметную на расколах и поверхности отлупных трещин.Свойство водослоя сильно усыхать и трескаться при этом является наиболее важной отрицательной чертой этого порока. Древесина с тёмным водослоем обычно больше растрескивается, чем со светлым, и имеет худший внешний вид.

По водопроницаемости водослой занимает промежуточное положение между заболонью и спелой древесиной, проницаемость на отдельных участках сильно различается. Водослойная древесина гигроскопичнее здоровой и сильнее разбухает при впитывании воды, особенно в радиальном направлении. Такая её особенность может служить причиной утопа кряжей при лесосплаве. Эти свойства затрудняют химическую переработку древесины, вызывая разжижение растворов, удлинение срока пропитки и её неравномерность.

11.коэффициент  теплопроводности и температуропроводности.

Коэффициент температуропроводности находится по темпу изменения температуры при наличии в теле источника постоянной мощности.Коэффициент температуропроводности определяется пространственно временными изменениями температуры, которые имеют простой вид только в регулярных режимах, наступающих при теплообмене тела в среде постоянной, линейно или гармонически изменяющейся температуры. Структура материала оказывает существенное влияние на его теплозащитные свойства. Особенно наглядно это проявляется в материалах волокнистого строения. Например, теплопроводность древесины вдоль волокон приблизительно в 2 раза больше, чем поперек волокон. Для характеристики теплоизоляционных свойств материалов, применяемых в виде засыпок, большое значение имеет крупность зерен. С уменьшением размера зерен теплозащитные свойства материала улучшаются, что имеет место даже в том случае, если объемная масса его остается неизменной. Теплопроводность и температуропроводность древесины зависят от ее плотности, так как в отличие от теплоемкости на эти свойства влияет наличие распределенных по объему древесины полостей клеток, заполненных воздухом. Коэффициент теплопроводности абсолютно сухой древесины возрастает с увеличением плотности, а коэффициент температуропроводности падает. При заполнении полостей клеток водой теплопроводность древесины растет, а температуропроводность снижается.Теплопроводность древесины невелика, она зависит от характера пористости, влажности, направления волокон, породы и объемной массы дерева, а также от температуры. Коэффициент теплопроводности древесины вдоль волокон примерно в 1 8 раза больше, чем поперек волокон. В среднем он составляет 0 16 - 0 30 Вт / м - С. С увеличением объемной массы и влажности уменьшается количество воздуха, находящегося в пустотах, в связи с чем теплопроводность древесины увеличивается.

12.использование  отходов лесозаготовительной промышленности. Технологическая щепа.

Щепа технологическая используется в качестве сырья для производства сульфитной и сульфатной целлюлозы, полуфабриката тарного картона, древесноволокнистых и древесностружечных плит, гидролизного спирта и кормовых дрожжей.Основным размером щепы является ее длина, которая при рубке регулируется величиной выпуска рубильных ножей под плоскостью диска (при прочих постоянных параметрах). Толщина и ширина щепы при переработке кусковых отходов на рубительных машинах не регулируются, а являются производными.Поскольку главным размером щепы является ее длина, а ширина и толщина не регулируются, при разработке технических условий на щепу достаточно указывать только длину щепы или ее пределы - наибольший и наименьший размеры, а также оптимальный. Однако в других условиях рубки или дробления (дробилками и др.) указанная пропорциональность может не иметь места. Поэтому должна быть предусмотрена сепарация для получения щепы не только требуемой длины, но и толщины. В этом случае полезный выход щепы заметно снижается.

13.раны древесины и их влияние на качество.

Сухобокость - омертвевший в процессе роста дерева участок поверхности ствола, образованный в результате различных повреждений. Сухобокость лишена коры, углублена по отношению к боковой поверхности и имеет Измерение

Сухобокость измеряют по длине, ширине и глубине. Влияние на качество Сухобокость увеличивает количество отходов при распиловке, нарушает целостность тканей древесины и вызывает искривление годичных слоев.

Прорость - зарастающая или заросшая рана в виде щелевидной полости, заполненной остатками коры и смолы. Различают открытую и закрытую прорость. Открытая прорость является открытой раной, выходящей на боковую поверхность В пиломатериалах различают:

- одностороннюю прорость, выходящую  на одну или две смежные  стороны сортимента;

- сквозную прорость, выходящую  на две противоположные стороны сортимента. Закрытая прорость - это заросшая рана, не имеющая выхода на боковую поверхность и видимая только на торцах. По цвету различают:

- светлую прорость, близкую по  цвету к окружающей древесине;

- темную прорость, значительно  темнее окружающей древесины  (просмолённую). Влияние на качество Прорость нарушает строение и целостность тканей древесины и вызывает искривление годичных слоев.

Рак - углубления или вздутия на поверхности растущего дерева, образующиеся в результате деятельности грибов или бактерий.

Открытый рак - незаросшая рана с неровным дном и ступенчатыми краями. Закрытый рак - заросшая рана с ненормальным разрастанием коры.

Измерение -Открытый рак измеряют по длине, ширине и глубине. Закрытый рак измеряют по длине вдоль ствола и толщине вздутия.

Влияние на качество Рак изменяет форму круглых сортиментов и строение древесины; у хвойных пород сопровождается сильным смолотечением, в результате чего древесина приобретает темный цвет, затрудняет механическую обработку и использование древесины по назначению.

14. тепловые  свойства древесины.

ТЕПЛОВЫЕ СВОЙСТВА ДРЕВЕСИНЫ, совокупность свойств древесины, к к-рым относят теплоёмкость, теплопроводность, температуропроводность и тепловое расширение. Показателями этих свойств являются соответственно удельная теплоёмкость с, теплопроводность λ, температуропроводность а и температурный коэфф. линейного расширения. Удельная теплоёмкость с определяет кол-во теплоты, поглощаемой единицей массы древесины при нагревании её на 1° С, и выражается в кДж/(кг Х °С). С повышением влажности и темп-ры удельная теплоёмкость возрастает, составляя при темп-ре 20° С 1,8—2,0 и 2,6—3,0 кДж/(кг Х °С) соответственно для сухой и свежесрубленной древесины. От породы древесины удельная теплоёмкость не зависит.

Теплопроводность λ характеризует  стационарный перенос теплоты в  древесине, т. е. её теплоизоляц. способность, и выражается в Вт/(м Х °С). Она возрастает с повышением влажности, темп-ры (если она выше 0° С) и плотности древесины, а также зависит от её строения (породы) и направления теплового потока. Вдоль волокон теплопроводность примерно в два раза выше, чем поперёк. Значение К древесины поперёк волокон, напр. сосны с условной плотностью 400 кг/м3 при темп-ре 20° С, составляет 0,15—0,19 и 0,28—0,33 Вт/(м Х °С) соответственно для сухой и свежесрубленной древесины. Температуропроводность а характеризует нестационарный перенос теплоты в древесине, т. е. её тепловую инерцию при изменении темп-ры, и выражается в м2/с. Она связана с др. показателями Т. с. д. соотношением: а=λ/(сQ), где Q — плотность древесины в кг/м3. Значение температуропроводности древесины поперёк волокон, напр. сосны с условной плотностью 400 кг/м3 при темп-ре 20 °С, составляет (1,8—1,9) Х 10-7 и (1,5—1,8) Х 10-7 м2/с соответственно для сухой и свежесрубленной древесины. Температурный коэфф. линейного расширения а характеризует тепловое расширение древесины и выражается в 1/°С. Диапазон изменения а вдоль волокон равен (2,5—5,4) Х 10-6 1/°С, а поперёк волокон — на порядок выше, причём в тангенциальном направлении в 1,5—1,8 раза больше, чем в радиальном. Мн. показатели Т. с. д. при её оттаивании (или замораживании) изменяются скачкообразно: напр., удельная теплоёмкость уменьшается, теплопроводность и температуропроводность увеличиваются. Этот скачок тем больше, чем выше влажность древесины.

15.Качество  круглых лесоматериалов хвойных  и лиственных пород. Разделение  по сортам круглых лесоматериалов.