Имеет в составе древесину и. Строение дерева. От клеток до корней. Отношение к влаге

Древесина, дерево — анизотропный волокнистый материал для строительства, полученный из деревьев.

Основная структурная единица древесины любых пород — клетчатка. Клетчатка в начальной стадии развития имеет довольно эластичную и легкопроницаемой для воды и водных растворов оболочку. С возрастом прочность оболочки резко повышается, а проницаемость снижается вследствие превращения ее в высокомолекулярные органические соединения: целлюлозу, гемицеллюлозу и лигнин. Различают клетки механические (волокна либрофома), ведущий (сосуды и трахеиды), запасающие (паренхимной).

образование древесины

Древесина является одной из составных частей сосудисто-волокнистого пучка и противопоставляется обычно другой составной части пучка, происходящей из того же прокамбия или камбия — луба или флоэмы. При образовании сосудисто-волокнистых пучков с прокамбия наблюдаются 2 случая: либо все прокамбиального клетки превращаются в элементы древесины и луба — получаются так называемые замкнутые пучки (выше споровые, однодольные и некоторые двудольные растения), или же на границе между древесиной и лубом остается слой деятельной ткани — камбия и выходят пучки открытые (злаковые и голосеменные растения).

В первом случае количество древесины остается постоянной, и растение не способна увеличивать толщину, во втором, благодаря деятельности камбия, с каждым годом количество древесины прибывает, и ствол растения постепенно утолщается. В украинских древесных пород древесина лежит ближе к центру (оси) дерева, а луб — ближе к периферии. В некоторых других растений наблюдается иное взаимное расположение древесины и луба.

В состав древесины входят уже отмершие клеточные элементы с одеревеневшими, в основном толстыми оболочками; луб же составлен, наоборот, из элементов живых, с живой протоплазмы, клеточного сока и тонкой неодеревилои оболочки. Хотя и в лубе случаются мертвые элементы, толстостенные и одревесневшие, а в древесине, наоборот, живые, но от этого, общее правило существенно не меняется. Обе части сосудисто-волокнистого пучка отличаются еще друг от друга и по физиологической функцией: по древесине поднимается вверх из почвы к листьям так называемый сырой сок, то есть вода с растворенными в ней веществами, по луба же спускается вниз образован пластический сок. Явления же одревеснение клеточных оболочек оговариваются пропитыванием целлюлозной оболочки особыми веществами, объединяются обычно под общим названием лигнин.

Присутствие лигнина и вместе с тем одревеснение оболочки легко распознается с помощью некоторых свойств. Благодаря деревьянинню растительные оболочки становятся крепче, твердыми и упругими; вместе с тем, несмотря на легкой проницаемости для воды они теряют в способности впитывать воду и разбухать.

Различают первичную древесину, образуется клетками прокамбия, и вторичную древесину, возникает в результате деятельности камбия. На поперечном разрезе ствола древесных и кустарниковых пород хорошо заметны годовые кольца, которые образуются в результате периодической деятельности камбия в течение года. Во многих деревьев, особенно в южных широтах, в древесины, кроме светлой внешней части — заболони, есть еще внутренняя, темная (ядро древесины), в клетках которой откладываются смолы, дубильные вещества, масла, камеди, ароматические и красящие вещества и т.

Усилиями генной инженерии и селекционеров в технологии ускоренного выращивания древесины для энергетических и сырьевых целей достигнуты значительные успехи: средняя производительность сосны в Бразилии по состоянию на 2006 год составляет 28,5 м 3 с 1 га в год, эвкалипта — 119 м3. Для сравнения: интенсивность роста древесины в российских лесах составляет от 1,5 м 3 с га в год для хвойных и до 2,5-3,0 м 3 для лиственных пород.

химический состав

В состав древесины входит ряд сложных органических соединений. Полный химический анализ показывает, что она содержит около 50% углерода, 6% водорода и 44% кислорода. Стенка клетки имеет сетчатую структуру из взаимосвязанных цепных молекул целлюлозы, наполненную другими углеводородами (гемицеллюлозами), а также лигнином и различными экстрактивными веществами. Цементирующей межклеточной веществом является в основном пектаты кальция и магния, а в клеточных полостях, особенно в древесине лиственных пород, накапливаются смолы, камеди, жиры, танины, пигменты и минеральные вещества. В состав древесины входит 45-60% целлюлозы, 15-35% лигнина и 15-25% гемицеллюлоз. Количество чужеродных, экстрактивных веществ в значительной степени зависит от породы и неодинаков в заболони и ядре древесины. Содержание минеральных веществ (зольность) древесины обычно значительно меньше 1%.

Древесина содержит 5-25% экстрактивных веществ.

свойства древесины

Для древесины основными и наиболее важными являются такие свойства.

• Механико-технологические: прочность, твердость, деформируемость, удельная вязкость, эксплуатационные характеристики, технологические характеристики, износостойкость, способность удерживать крепеж, гибкость;
• Физические: внешний вид (текстура, блеск, цвет), влажность (усушка, коробление, водопоглощение, гигроскопичность, плотность), тепловые (теплопроводность, теплоемкость), звуковые (акустическое сопротивление, звукопроводность), электрические (диэлектрические свойства, электропроводность, электрическая прочность) ;
• Химические свойства.

Механико-технологические свойства

• Прочность древесины — способность сопротивляться разрушению под действием механических нагрузок. Различают прочность на сжатие и растяжение (по направлениям приложения нагрузки относительно волокон — продольную и поперечную) и статический изгиб.
  • Прочность на растяжение древесины вдоль волокон в 2 … 3 раза больше прочность на сжатие и в 20 … 30 раз выше прочность на растяжение поперек волокон. Для отдельных пород предел прочности на растяжение достигает 100 … 200 МПа. Удельная прочность древесины на растяжение вдоль волокон сравнима с аналогичными показателями стали и стеклопластиков. Однако эти свойства древесины реализовать в конструкциях сложно из-за наличия недостатков (сучки, трещины и т.п.), которые снижают ее прочностные свойства. Прочность на растяжение древесины хвойных пород мало зависит от влажности, для древесины лиственных пород это влияние является значительным.
  • Прочность на сжатие древесины определяют на образцах — призмах сечением 20 × 20 мм и длиной 30 мм вдоль и поперек волокон. Прочность древесины на сжатие вдоль волокон в 4 … 6 раз больше ее прочности поперек волокон.
  • Прочность на статический изгиб древесины превышает прочность на сжатие вдоль волокон, но меньше прочность на растяжение и составляет для разных пород 50 … 100 МПа. Высокие значения прочности на статический изгиб позволяют широко применять древесину в конструкциях, работающих на изгиб (балки, стропила, бруски, настилы и т.п.).
• Твердость древесины — способность древесины сопротивляться внедрению в нее твердого тела. Твердость древесины оценивается по нагрузке, что нужно для вдавливания в поверхность образца металлического шарика диаметром 0,444 дюйма (11,28 миллиметра) на глубину 5,64 мм (площадь отпечатка составляет 1 см²). Метод оценки твердости древесины называется метод Янка. По твердости по торцу древесину разделяют на три группы: мягкая с твердостью 35 … 50 МПа (сосна, ель, пихта, ольха) твердая — 50 … 100 МПа (дуб, граб, ясень, клен, каштан, береза) очень жесткая — свыше 100 МПа (самшит, кизил).
• Износостойкость древесины — способность древесины сопротивляться износу, т.е. постепенному разрушению ее поверхностных зон при трении. Износ боковых поверхностей больше, чем торцевых; износ влажной древесины больше, чем сухой.

физические свойства

Отношение к влаге

• Влажность определяется точно так же, как и любого другого материала — это количество воды в единице объема или массы. Вычисляется влажность следующим образом: измеряется масса пробы влажного материала, затем измеренная проба высушивается в сушилке при температуре 100-105 ° С, затем происходит повторное взвешивание, но уже сухого материала. Разница между массой влажного и сухого материала как раз и определяет количество воды, содержащейся в образце. Для того чтобы рассчитать массовую влажность необходимо воспользоваться несложной математической формуле: масса образца до сушки минус масса образца после сушки, результат разницы разделить на массу образца после сушки и умножить на 100 процентов. Результат и есть влажность (массовая) древесины в процентах.
• Гигроскопичность древесины — свойство материала поглощать влагу из окружающей среды. Данное свойство зависит от влажности древесины. Сухая древесина имеет большую гигроскопичность, чем влага. Для уменьшения гигроскопичности материал покрывают масляными красками, эмалями или различными лаками. Гигроскопичность напрямую зависит от другого свойства древесины — пористости. Разбухание древесины проявляется при нахождении материалов при повышенной влажности воздуха в течение длительного времени.
• Пористость древесины — отношение объема пор к общему объему древесины. Для древесины различных видов пористость имеет разное значение, но в среднем разбег ее значение составляет 30-80%.
• Усушка — изменение размеров из-за потери влаги древесиной в результате сушки. Усушка происходит естественно. Прямым следствием усушки является образование трещин.
• Коробления происходит в результате неравномерного сушки древесины. Высыхание древесины происходит быстрее в слоях, более отдаленных от сердцевины, поэтому в случае, если сушки проводилось с нарушением технологии, происходит изменение формы древесины — она ​​коробится. Коробления под действием усушки различно по разным направлениям. Вдоль волокон оно незначительное и составляет примерно 0,1%. Изменения размеров поперек волокон более значительные и могут представлять 5-8% от исходного. Кроме того, коробления часто сопровождается появлением трещин в древесины, заметно сказывается на качестве конечного продукта. Коробления и образования трещин можно избежать при соблюдении технологии сушки и при использовании определенных технологий при составлении изделий. Так, например, в бревнах на всю длину материала делаются продольные разгрузочные пропилы, которые снимают внутренние напряжения, образующиеся при усушке.
• Растрескивание — результат неравномерного высыхания внешних и внутренних слоев древесины. Процесс испарения влаги продолжается до тех пор, пока содержание влаги в древесине не достигнет определенного предела (равновесной), зависит напрямую от температуры и влажности окружающего воздуха.

тепловые характеристики

• Теплопроводность. В отличие от других строительных материалов древесина является плохим проводником тепла. Это позволяет использовать ее для теплоизоляции помещений. Теплопроводность сухой древесины березы и сосны вдоль волокон составляет соответственно 0,128 и 0,349 Вт / (м · К).
• Удельная теплоемкость приблизительно одинаковой для всех древесных пород — для сухой древесины 1,7 … 1,9 кДж / (кг · К) при 0 … 100 ° С.

Электрические свойства древесины

Электрические свойства древесины определяются тремя показателями:

• Электропроводностью (удельной проводимостью) — величиной обратной удельному сопротивлению, зависит от влажности, породы дерева, температуры и направления прохождения тока. Удельное сопротивление нужно учитывать при заготовке древесины для столбов связи и линий электропередач, при нанесении лакокрасочных покрытий в электрическом поле и при измерении влажности древесины. Электропроводность сухой древесины незначительна, поэтому ее можно применять как изоляционный материал. Электрическое сопротивление древесины вдоль волокон в несколько раз меньше, чем поперек волокон. Повышение температуры древесины приводит к уменьшению ее сопротивления почти в 2 раза.
• Электрической прочностью — показателем, который характеризуется отношением электрического напряжения, при которой наступает пробой материала, с толщиной материала. Электрическую прочность нужно учитывать при оценке электроизоляционных свойств древесины.
• Диэлектрическими (изоляционными) свойствами. Такие свойства древесины имеют практическое значение при расчете процессов нагрева материала в поле токов высокой частоты во время сушки, при склеивания и гнутья древесины. Они оцениваются двумя показателями:
  • диэлектрической проницаемостью — отношением емкости конденсатора с прокладкой из древесины к емкости того же конденсатора с воздушным зазором.
  • тангенсом угла диэлектрических потерь — углом между двумя векторами тока, один из которых опережает вектор напряжения на угол 90 °, если нет потерь, второй опережает вектор напряжения на угол меньший, чем 90 ° вследствие диэлектрических потерь в древесине.

другие свойства

• Звукопроницаемость — способность материала проводить звуковые волны. Если в случае теплопроводности древесина — лучший материал, то в случае с звукопроницаемостью древесина проигрывает другим строительным материалам. В связи с этим при строительстве стен и деревянных перекрытий необходимо использовать дополнительные материалы (засыпания), снижающих показатель звукопроницаемости.
• Цвет — своеобразный индикатор, показывающий качество, возраст и состояние древесины. Качественная и здоровая древесина имеет равномерный цвет без пятен и других вкраплений. Если в древесине присутствуют вкрапления и пятна, это свидетельство ее загнивания. Цвет древесины может изменяться под воздействием атмосферных условий.
• Запах зависит от содержания в древесине смол и дубильных веществ. Свежесрубленное дерево имеет сильный запах, а по мере высыхания дерева и испарения влаги и эфирных смол запах ослабевает.
• Текстура — рисунок, образующийся при распылении дерева. Плоскость распила пересекает годовые кольца и слои древесины, образовавшиеся в разное время, в результате образуется характерный узор годовых линий, по которым и отличают древесину от других материалов.
• Массовые показатели древесины. Различают плотность и объемную массу древесины. Плотность — масса единицы объема древесины без учета пустот и влаги. Данная масса не зависит от породы древесины и составляет 1,54 г / см³. Объемная масса — это масса единицы объема древесины в естественном состоянии есть с учетом влаги и полостей.
• Свилеватость — непараллельных расположение волокон дерева по продольной оси бревна, бруса или доски. Бывает естественной и искусственной, из-за неправильного распыления. Косой слой также сильно снижает прочность древесины на растяжение и, как следствие, на изгиб, то есть как балки, стропила, затяжки применять такие доски или брусья нежелательно. Кроме отбраковки (или правильного распыления) других способов борьбы не существует. В качестве примера надзавилькуватости можно привести древесину Карельской березы.

химические свойства

Основные органические вещества, из которых состоит древесина: целлюлоза, лигнин и гемицеллюлозы.

Целлюлоза — природный полимер, полисахарид с длинной цепной молекулой. Формула целлюлозы (C 6 H 10 O 5) n, где n — степень полимеризации, равной 6000-14000. Это очень стойкое вещество, нерастворимое в воде и обычных органических растворителях (спирте, эфире и т.п.), белого цвета. Пучки макромолекул целлюлозы в виде тонких волокон называются микрофибрилами. Они образуют целлюлозный каркас стенки клетки. Микрофибриллы ориентировочные обычно вдоль длинной оси клетки, между ними находится лигнин, гемоцелюлозы, а также вода.

Лигнин — полимер ароматической природы (полифенол) сложного строения; содержит больше углерода и меньше кислорода, чем целлюлоза. Именно с этим веществом связан процесс одревеснение молодой клеточной стенки. Лигнин химически неустойчив, легко окисляется, взаимодействует с хлором, растворяется при нагревании в лугах, водных растворах сернистой кислоты и ее кислых солей.

Гемицеллюлозы — группа полисахаридов, в которую входят пентозаны (C 5 H 8 O 4) n и гексозаны (C 6 H 10 O 5) n. Формула гексозаны на первый взгляд идентична формуле целлюлозы. Однако степень полимеризации во всех гемицеллюлозы значительно меньше и составляет 60-200. Это свидетельствует о более короткие цепочки молекул и меньшую устойчивость этих веществ по сравнению с целлюлозой.

пороки древесины

Пороки древесины — это недостатки отдельных ее участков, которые снижают качество и ограничивают возможности использования. Пороки древесины могут быть связаны с отклонениями от нормальной ее строения, повреждениями и заболеваниями. Их разделяют на следующие группы: трещины, сучки, повреждения насекомыми, грибами, гниль, дефекты формы ствола, пороки строения древесины, раны, ненормальные отложения внутри древесины, химические окраски. Влияние недостатков на пригодность древесины для строительных нужд зависит от их местоположения, вида, размеров поражения, а также от назначения древесины. Сортность древесины устанавливают с учетом имеющихся недостатков. Их происхождение может быть разным. Одни из них образуются в период роста дерева, другие — в период хранения и эксплуатации.

В процессе эксплуатации деревянных конструкций наибольший вред наносит влага. Для продления службы древесины ее несколько раз пропитывают одной из смесей:

• 10 частей натуральной олифы, 1 парафина и 1 скипидара;
• 10 частей натуральной олифы и 1,5 части воска;
• натуральная олифа и керосин в пропорции 1: 1.

Классификация древесины

Механические свойства во всех пород вдоль и поперек волокон отличаются.

по твердости

К твердых сортов древесины относятся красное дерево, тик, черное дерево, розовое дерево, дуб, вяз, эвкалипт и бук. Все, кроме эвкалипта, растут очень медленно, и поэтому мировые запасы практически исчерпаны. К мягких сортов древесины относится древесина хвойных деревьев (сосны, ели, лиственницы). Они растут быстро и легко поддаются обработке, но считаются древесиной низкого качества. К белой древесины относится древесина березы, ясеня, клена и тополя. Все эти деревья быстро растут, их древесину используют для шпона и считают дешевле.

по ценности

Ценность различных пород древесины определяется их прочностью, долговечностью и неповторимостью рисунка. Отдельные породы, которые используются для изготовления дорогой мебели, паркета, дверей, предметов интерьера, считаются элитными, учитывая исходно высокую стоимость и объем усилий и средств, затрачиваемых на их обработку. В Украине наиболее распространены такие породы: дуб, вишня, бук, груша, грецкий орех, клен.

По степени насыщения влагой

По степени влажности различают следующие виды древесины:

• мокрая, долгое время находилась в воде (более 100%);
• свежесрубленная (50 … 100%);
• воздушно-сухая, долго сохранялась на воздухе (15 … 20%);
• комнатно-сухая (8 … 12%);
• абсолютно сухая (0%).

За условную стандартную влажность принято влажность древесины, составляет 12%.

Видео по теме

• " onclick="window.open(this.href," win2 return false >Печать
• E-mail

Строение дерева и древесины

Части растущего дерева.

Дерево состоит из кроны, ствола и корней . Каждая из этих частей выполняет определенные функции и имеет различное промышленное применение (см. рис.).

Различают два понятия: «дерево » и «древесина ».
Дерево представляет собой многолетнее растение , а древесина - ткань растений, состоящую из клеток с одревесневшими стенками, проводящую воду и растворенные в ней соли.

Древесину используют в качестве конс

трукционного материала для изготовления различных изделий.

Древесина как природный конструкционный материал получается из стволов деревьев при распиливании их на части.

Ствол дерева имеет более толстую часть у основания и более тонкую - вершинную. Поверхность ствола покрыта корой . Кора является как бы одеждой для дерева и состоит из наружного пробкового слоя и внутреннего - лубяного (см. рис.).

Пробковый слой коры является отмершим. Лубяной слой служит проводником соков, питающих дерево. Основная внутренняя часть ствола дерева состоит из древесины. В свою очередь, древесина ствола состоит из множества слоев , которые на разрезе видны как годичные кольца . По числу годичных колец определяют возраст дерева. 2 кольца - тёмное и светлое составляют 1 год жизни дерева. Чтобы узнать возраст дерева нужно пересчитать все кольца(тёмные и светлые), разделить это число на 2 и прибавить ещё 3 или 4 года (годичные кольца которых, ещё не сформировались и видны только под микроскопом.

Рыхлый и мягкий центр дерева называют сердцевиной и в поперечном разрезе имеет вид темного пятна диаметром 2-5 мм и состоит из рыхлых тканей, быстро поддающихся загниванию. Это обстоятельство позволило отнести ее к порокам древесины.

От сердцевины к коре в виде светлых блестящих линий простираются сердцевинные лучи . Они имеют различную окраску и служат для проведения воды, воздуха и питательных веществ внутрь дерева. Сердцевинные лучи создают рисунок (текстуру) древесины.

Камбий - тонкий слой живых клеток, расположенный между корой и древесиной. Только с камбия происходит образование новых клеток и ежегодный прирост дерева по толщине . «Камбий »- от латинского «обмен» (питательными веществами).

Для изучения строения древесины различают три главных разреза ст вола (см. рис.).

Разрез 2 , проходящий перпендикулярно сердцевине ствола, называют торцовым . Он перпендикулярен годичным кольцам и волокнам.

Разрез 3 , проходящий через сердцевину ствола, называют радиальным . Он параллелен годичным слоям и волокнам.

Тангенциальный разрез 1 проходит параллельно сердцевине ствола и удален от нее на некоторое расстояние. По этим разрезам выявляются различные свойства и рисунки древесины.

Все доски, получаемые на пилораме , имеют тангентальные разрезы, за исключением двух досок, выпиленных из середины бревна, поэтому в практике тангентальные разрезы иногда называют досковыми . Очень важным разрезом при определении древесины является торцовый. На нем видны сразу все основные части древесного ствола: сердцевина, древесина и кора. Для определения породы древесины на практике достаточно изучить макроструктуру небольшого куска дерева, который отпиливают от доски бруска или кряжа. Ориентируясь на годичные кольца, делают тангентальный и радиальный срезы. Все срезы тщательно отшлифовываются вначале крупнозернистой, а потом мелкозернистой наждачной бумагой. Необходимо также иметь под рукой лупу с пятидесятикратным увеличением, баночку с чистой водой и кисть.

В середине ствола многих деревьев хорошо видна сердцевина . Она состоит из рыхлых тканей, образованных в первые годы жизни дерева. Сердцевина пронизывает ствол дерева до самой вершины, каждую его ветку. У лиственных деревьев диаметр сердцевины чаще бывает больше, чем у хвойных. Очень большая сердцевина у бузины. Удалив сердцевину, можно довольно легко получить деревянную трубочку. Такие трубочки исстари шли у народных музыкантов на изготовление различных духовых инструментов: жалеек, свирелей и дудок. У большинства деревьев сердцевина на торцовом разрезе круглая, но есть породы с иной формой сердцевины. Сердцевина ольхи на торце напоминает форму треугольника, ясеня - квадрата, тополя - пятиугольника, а сердцевина дуба напоминает пятиконечную звезду. На торце вокруг сердцевины концентрическими кольцами расположены годичные, или годовые, слои древесины. На радиальном разрезе годичные слои видны в виде параллельных полос, а на тангентальном - в виде извилистых линий.

Каждый год дерево словно рубашку надевает новый слой древесины, а за счет этого ствол и ветки становятся толще. Между древесиной и корой расположен тонкий слой живых клеток, называемый камбием . Большая часть клеток идет на строительство нового годичного слоя древесины и совсем незначительная часть - на образование коры. Кора состоит из двух слоев - пробкового и лубяного . Расположенный снаружи пробковый слой защищает древесину ствола от свирепых морозов, знойных солнечных лучей и механических повреждений. Лубяной слой коры проводит воду с выработанными в листьях органическими веществами по стволу вниз. В волокнах дуба происходит нисходящее сокодвижение. Кора деревьев очень разнообразна по цвету (белая, серая, коричневая, зеленая, черная, красная)и по фактуре (гладкая, пластинчатая, трещиноватая и т.д.) Многообразно ее применение. Кора ивы и дуба содержит много дубильных веществ , используемых в медицине, а также в красильном деле и при выделке кожи. Из коры пробкового дуба вырезают пробки для посуды, а отходы служат заполнителем морских спасательных поясов. Хорошо развитый лубяной слой липы идет на плетение различных хозяйственных вещей.

Весной и ранним летом, когда в почве много влаги, древесина годичного слоя нарастает очень быстро, но ближе к осени рост ее замедляется и, наконец, зимой прекращается совсем. Это отражается на внешнем виде и на механических свойствах древесины годичного слоя: выросшая ранней весной бывает обычно более светлой и рыхлой, а поздней осенью - темной и плотной. Если погода благоприятствует, то вырастает широкое годичное кольцо, а в суровое холодное лето образуются настолько узкие кольца, что их порой едва можно различить невооруженным глазом. У одних деревьев годичные кольца хорошо различимы, а у других они едва заметны. Но, как правило, у молодых деревьев годичные кольца шире, чем у старых. Даже один и тот же ствол дерева в различных участках имеет различную ширину годичных колец. В комлевой части дерева годичные слои уже, чем в середине или в вершинной части. Ширина годичных слоев зависит от места произрастания дерева. Например, годичные слои сосны, растущей в северных районах, уже годичных слоев южной сосны. От ширины годичных колец зависят не только внешний вид древесины, но и механические свойства. Лучшей древесиной хвойных деревьев считается та, у которой более узкие годичные слои. Сосна с узкими годичными слоями и буровато-красной древесиной называется у мастеров рудовой и ценится очень высоко. Древесина сосны с широкими годичными слоями называется мяндовой. Прочность ее намного ниже рудовой.

Обратное явление наблюдается у древесины таких деревьев, как дуб и ясень. У них более прочной бывает древесина, имеющая широкие годичные слои. А у таких деревьев, как липа, осина, береза, клен и другие, ширина годичных колец не влияет на механические свойства их древесины.

У многих деревьев на торце годичные слои представляют собой более или менее правильные окружности, но есть породы, у которых годичные слои образуют на торце волнистые замкнутые линии. К таким породам относится можжевельник: волнистость годовых колец для него - закономерность. Есть деревья, у которых годичные слои стали волнистыми из-за ненормальных условий роста. Волнистость годичных слоев в комлевой части клена и вяза повышает декоративность текстуры древесины.

Если внимательно рассмотреть торцевой разрез лиственных деревьев, то можно различить бесчисленные светлые или темные точки - это сосуды . У дуба, ясеня и вяза крупные сосуды расположены в районе ранней древесины в два-три ряда, образуя в каждом годичном слое хорошо различимые темные кольца. Поэтому эти деревья принято называть кольцесосудистыми . Как правило, кольцесосудистые деревья имеют тяжелую и прочную древесину. У березы, осины и липы сосуды очень мелкие, едва различимые невооруженным глазом. Внутри годичного слоя сосуды распределены равномерно. Такие породы называют рассеяннососудистыми . У кольцесосудистых пород древесина бывает средней твердости и твердой, у рассеяннососудистых может быть разная. Например, у клена, яблони и березы она твердая, а у липы, осины и ольхи - мягкая.

Из корня по сосудам вверх к почкам и листьям подается вода с минеральными солями, происходит восходящее сокодвижение . Перерезая ранней весной сосуды древесины, заготовители собирают березовый сок - пасоку . Таким образом заготовляют сок сахарного клена, идущий на выработку сахара. Есть деревья с горьким соком, например осина.

Одновременно с приростом нового годичного слоя внутри ствола происходит постепенное отмирание более ранних годичных слоев, находящихся ближе к сердцевине. У некоторых деревьев отмершая внутри ствола древесина окрашивается в другой цвет, обычно более темный, чем вся остальная древесина. Отмершую древесину внутри ствола принято называть ядром , а породы, в которых оно образуется, - ядровыми . Слой живой древесины, расположенный вокруг ядра, называют заболонью . Древесина заболони более насыщена влагой и менее прочна, чем выдержанная древесина ядра. Древесина ядра мало растрескивается, более устойчива к поражению различными грибками. Поэтому ядровая древесина ценилась всегда больше, чем заболонь. Насыщенная влагой древесина заболони при высыхании сильно растрескивается, разрывая заодно и ядро. Заготавливая небольшое количество древесины, некоторые мастера предпочитают сразу же перед сушкой стесывать с кряжа слой заболони. Без заболони ядровая древесина высыхает более равномерно.

К ядровым породам относятся: сосна, кедр, лиственница, можжевельник, дуб, ясень, яблоня и другие. У другой группы деревьев древесина в центральной части ствола почти полностью отмирает, но не отличается от заболони по цвету. Такую древесину называют спелой , а породу спелодревесной . Спелая древесина содержит меньше влаги, чем живая древесина, - ведь восходящее сокодвижение происходит только в слое живой древесины. К спелодревесным породам относятся ель и осина .

К третьей группе относят деревья, древесина которых в центре не отмирает и ничем не отличается от заболони. Древесина всего ствола полностью состоит из заболонных живых тканей, по которым происходит восходящее сокодвижение. Такие древесные породы называются заболонными . К заболонным породам относятся береза, липа, клен, груша и другие.

Быть может, вы обращали внимание на то, что в березовой поленнице иногда попадаются поленца с бурым пятном в середине, очень похожим на ядро? Вы теперь знаете, что береза - безъядровая порода. Откуда же у нее появилось ядро? Дело в том, что это ядро не настоящее, а ложное. Ложное ядро в столярных изделиях портит внешний вид, его древесина имеет пониженную прочность. Отличить ложное ядро от настоящего не так уж трудно. Если у настоящего ядра граница между ним и заболонью идет строго по годичному слою, то у ложного она может пересекать годичные слои. Само же ложное ядро приобретает порой самую разнообразную окраску и причудливые очертания, напоминающие то звезду, то венчик экзотического цветка. Ложное ядро образуется только у лиственных деревьев, таких, как береза, клен и ольха , а у хвойных его не бывает.

На торцовой поверхности древесного ствола у некоторых пород деревьев отчетливо видны светлые блестящие полоски, идущие веерообразно от сердцевины к коре, - это сердцевинные лучи . Они проводят в стволе воду в горизонтальном направлении, а также запасают питательные вещества. Сердцевинные лучи более плотные, чем окружающая их древесина, и после смачивания водой становятся хорошо заметными. На радиальном разрезе лучи видны в виде блестящих полосок, черточек и пятен, на тангентальном - в виде черточек и чечевичек. У всех хвойных деревьев, а также у лиственных - березы, осины, груши и других - сердцевинные лучи настолько узки, что почти не заметны вооруженным глазом. У дуба и бука, наоборот, лучи широкие и хорошо видны на всех разрезах. У ольхи и лещины (лесного орешника) часть лучей кажутся широкими, но если посмотреть на один из них через лупу, то нетрудно обнаружить, что это вовсе не широкий луч, а пучок очень длинных тонких лучей, собранных вместе. Такие лучи принято называть ложноширокими лучами .

На древесине березы, рябины, клена и ольхи часто можно видеть коричневые пятнышки, разбросанные хаотично, - это так называемые сердцевинные повторения . Это заросшие ходы насекомых. На продольных срезах сердцевины повторения видны в виде штрихов и бесформенных пятен коричневого или бурого цвета, резко отличающихся от цвета окружающей древесины.

Если на торцовом срезе древесину хвойных пород смочить чистой водой, то у некоторых из них появятся светлые пятнышки, расположенные в поздней части годичных колец. Это смоляные ходы . На радиальном и тангентальном разрезах они видны в виде светлых черточек. Смоляные ходы есть у сосны, ели, лиственницы и кедра, но отсутствуют у можжевельника и пихты. У сосны смоляные ходы крупные и многочисленные, у лиственницы - мелкие, у кедра - крупные, но редкие.

Вы не раз, наверное, замечали на стволах хвойных деревьев, имеющих повреждения, наплывы прозрачной смолы - живицы . Живица - ценное сырье, находящее разнообразное применение в промышленности и в быту. Чтобы собрать живицу, заготовители намеренно перерезают смоляные ходы хвойных деревьев.

Древесина некоторых широко распространенных лиственных деревьев средней полосы лишена яркости окраски и броского текстурного рисунка, которые встречаются у экзотических деревьев, привозимых из южных стран. Она под стать среднерусской природе - цвета ее приглушенны, незатейлив и сдержан текстурный рисунок. Но чем больше всматриваешься в древесину наших деревьев, тем больше тончайших цветовых оттенков начинаешь различать в ней.

При беглом взгляде на древесину березы, осины и липы может показаться, что у всех этих деревьев одинаковая белая древесина. Но, внимательно приглядевшись, нетрудно обнаружить, что у березы древесина имеет легкий розоватый оттенок, у осины - желтовато-зеленый, а у липы - желтовато-оранжевый. И конечно же, не только за отличные механические свойства любимым и традиционным материалом у русских резчиков стала липа. Теплый и мягкий цвет ее древесины придает фигуркам и другим резным изделиям необыкновенную живость. У большинства хвойных деревьев текстурный рисунок выражен очень четко. Это объясняется контрастной окраской поздней и ранней частей древесины в каждом годичном слое. Благодаря крупным сосудам, расположенным вдоль годичных слоев и хорошо видимым невооруженным глазом, красивый текстурный рисунок имеют лиственные деревья - дуб и ясень.

Каждая древесная порода имеет свой запах . У одних запах сильный и стойкий, а у других слабый, едва уловимый. У сосны и у некоторых других древесных растений запах сердцевины очень стойкий и может сохраняться долгие годы. Очень стойкие и своеобразные запахи у древесины дуба, вишни и кедра.

У деревьев средней полосы мягкую податливую древесину имеют липа, осина, ольха, ива, ель, сосна, кедр и другие. Твердая древесина у березы, дуба, ясеня, клена, лиственницы; такие, как самшит, фисташка, дзельква и кизил, растут только в южных областях Кавказа и Европы.

Чем тверже древесина, тем быстрее затупляются и ломаются режущие инструменты. Если плотник рубит постройку из лиственницы, то ему приходится затачивать топор гораздо чаще, чем при работе с елью или сосной, чаще разводить и затачивать пилу. Работая с твердой древесиной, резчик по дереву встречается с теми же трудностями. Затачивая инструменты, он учитывает твердость древесины и делает угол заточки менее острым. Работа с твердой древесиной отнимает больше времени, чем с мягкой. Но мастеров всегда привлекала возможность наносить на твердой древесине тончайшие порезки, ее красивый глубокий цвет и повышенная прочность. Об этом хорошо знали народные мастера. Там, где требовалась особая прочность, отдельные детали делали из твердой древесины. В сенокосную пору крестьянину не обойтись без деревянных граблей. Грабли должны быть легкими, поэтому черенок для них делали из сосны, ели или из ивовой рогульки. От колодки и зубьев требовалась прочность. На них шла в основном древесина березы, груши и яблони.

Взгляните на старые ступени крыльца, половицы или настилы переходных железнодорожных мостов, усеянных многочисленными сучками. Кажется, что сучки вылезли из досок. Но это не так: сучки остались на месте, но стерлась окружавшая их древесина. Такой стойкостью к стиранию сучки обязаны не только смолистостью, но и особому положению в доске. Ведь каждый сучок обращен наружу торцом. А с торца, как известно, у древесины повышенная прочность и меньшая стираемость. Поэтому особо прочные деревянные мостовые исстари дорожных дел мастера выкладывали из торцовых шашек.

Есть у древесины свойство, которого нет у других природных материалов. Это раскалываемость , или расщепляемость . При раскалывании древесина не режется, а расщепляется вдоль волокон. Поэтому расколоть бревно можно даже деревянным клином. Хорошо раскалывается прямослойная упругая древесина хвойных пород сосны, кедра и лиственницы. Среди лиственных деревьев легко раскалываются дуб, осина и липа. Дуб хорошо раскалывается только в радиальном направлении. Раскалываемость зависит от состояния древесины. Слегка увлажненная или свежесрубленная древесина раскалывается лучше, чем пересохшая. Но слишком увлажненная, мокрая древесина раскалывается с трудом, так как становится слишком вязкой. Если вам приходилось рубить дрова, то вы, вероятно, замечали, как легко и споро колется мерзлая древесина.

Раскалываемость древесины имеет практическое значение. Раскалыванием древесины получают заготовки спичек, клепки для бондарной посуды, в обозном деле - заготовки для спиц и ободов, в строительстве - кровельную щепу, гонт и штукатурную дрань. Из тонких полос расщепленной сосны крестьянские умельцы плели корзины для грибов и белья, а между делом мастерили для ребятишек из щепы забавные фигурки оленей и коньков.

Если лучинку из сухого дерева согнуть в дугу, а затем отпустить, она мгновенно распрямится. Древесина - упругий материал. Но ее упругость во многом зависит от породы дерева, строения и влажности. Тяжелая и плотная древесина с высокой твердостью всегда более упруга, чем легкая и мягкая. Выбирая ветку для удилища, вы стараетесь подбирать такую, которая была бы не только прямой, тонкой и длинной, но и упругой. Вряд ли найдется такой рыболов, который пожелает сделать удилище из ветки ломкой бузины или крушины, а не из гибкой и упругой ветки рябины или орешника. Американские индейцы предпочитали делать удилища из упругих веток кедра. Трудно себе представить историю человечества без древнего оружия - лука. А ведь изобретение лука было бы невозможно, если бы у дерева отсутствовала упругость. Для лука требовалась очень прочная и упругая древесина, и чаще всего его делали из ясеня и дуба.

Благодаря все той же упругости древесина применяется там, где нужно смягчить отдачу. С этой целью под наковальню подкладывали массивную деревянную колоду, из дерева делали рукоятку молота. Прошло не одно столетие со времени изобретения огнестрельного оружия. Ушли в прошлое кремневые ружья и винтовки, оружие стало совершенным, но по-прежнему деревянными остались приклад и некоторые другие части. Где найдешь такой материал, который бы так надежно гасил отдачу при выстреле? Давно замечено, что прямослойная древесина более упругая, чем свилеватая. Даже древесина одного дерева в разных частях имеет различную упругость. Например, зрелая древесина ядра, расположенная ближе к сердцевине, более упруга, чем молодая, расположенная ближе к коре. Но если древесину намочить или распарить, то упругость ее резко понизится. Согнутая полоска древесины после высыхания сохраняет полученную форму.

Чем влажнее дерево, тем выше его пластичность и ниже упругость. Пластичность противоположна упругости. Большое значение пластичность имеет в производстве гнутой и плетеной мебели, спортивного инвентаря, в корзиноплетении, обозном и бондарном деле. Высокую пластичность после вываривания в воде или пропарки приобретают вяз, ясень, дуб, клен, черемуха, рябина, липа, ива, осина и береза. На изготовление гнутой мебели идут заготовки из клена, ясеня, вяза и дуба и плетеной - из ивы и орешника. Из березы, вяза, черемухи, клена и рябины гнут упряжные дуги. Дуги из этих деревьев получаются очень прочными, но если нужно, чтобы они были полегче, в дело идут ива и осина. Древесина хвойных деревьев имеет низкую пластичность, поэтому ее почти не применяют для гнутых или плетеных изделий. Исключение составляет сосна, тонкая щепа которой идет на плетение кузовков и лукошек, а также корни сосны, ели, кедра и лиственницы, идущие на плетение корневушек.

Насыщенная влагой древесина разбухает, увеличиваясь в объеме. Во многих изделиях из дерева разбухание - отрицательное явление. Например, разбухший ящик письменного стола почти невозможно задвинуть или выдвинуть. С трудом закрываются после дождя створки открытого окна. Чтобы древесина не разбухала, деревянные изделия чаще всего покрывают защитным слоем краски или лака. С разбуханием древесины мастера постоянно ведут борьбу. Но для бондарной посуды это свойство оказалось положительным. Ведь при разбухании клепок - дощечек, из которых набирают бондарную посуду, щели между ними исчезают - посуда становится водонепроницаемой.

Раньше, когда зимой суда становились на ремонт, их деревянную обшивку по традиции конопатили льняной или конопляной паклей . Прежде всего расходилось очень много ценного сырья, к тому же в сильные морозы пакля становилась хрупкой и работать с ней было очень трудно. Вот тут-то на выручку пришла так называемая древесная шерсть - очень тонкие стружки. Древесной шерсти нипочем морозы, она легко заполняет все щели обшивки. А когда судно спустят на воду, древесная шерсть разбухает и плотно закупоривает самые мельчайшие щели в обшивке.

Породы древесины определяют по их следующим характерным признакам: текстуре, запаху, твердости, цвету .

Деревья, имеющие листву, называют лиственными , а имеющие хвою - хвойными .

Лиственными породами являются береза, осина, дуб, ольха, липа и др., хвойными породами - сосна, ель, кедр, пихта, лиственница и др. Лиственницей называют дерево за то, что она, как и лиственные породы, на зиму сбрасывает хвою.

Древесина состоит преимущественно из органических веществ (99% общей массы). Элементный химический состав древесины разных пород практически одинаков. Абсолютно сухая древесина в среднем содержит 49% углерода, 44% кислорода, 6% водорода, 0,1-0,3% азота. При сжигании древесины остаётся её неорганическая часть - зола. В состав золы входят кальций, калий, натрий, магний и другие элементы.

Перечисленные химические элементы образуют основные органические вещества: целлюлозу, лигнин и гемицеллюлозы.

Целлюлоза - природный полимер, полисахарид с длинной цепной молекулой. Формула целлюлозы (C6H10O5)n, где n - степень полимеризации, равная 6000-14000. Это очень стойкое вещество, нерастворимое в воде и обычных органических растворителях (спирте, эфире и др.), белого цвета. Пучки макромолекул целлюлозы - тончайшие волоконца называются микрофибриллами. Они образуют целлюлозный каркас стенки клетки. Микрофибриллы ориентированны преимущественно вдоль длинной оси клетки, между ними находится лигнин, гемоцеллюлозы, а также вода.

Лигнин - полимер ароматической природы (полифенол) сложного строения; содержит больше углерода и меньше кислорода, чем целлюлоза. Именно с этим веществом связан процесс одревеснения молодой клеточной стенки. Лигнин химически нестоек, легко окисляется, взаимодействует с хлором, растворяется при нагревании в щелочах, водных растворах сернистой кислоты и её кислых солей.

Гемицеллюлозы - группа полисахаридов, в которую входят пентозаны (C5H8O4)n и гексозаны (C6H10O5)n. Формула гексозанов на первый взгляд идентична формуле целлюлозы. Однако степень полимеризации у всех гемицеллюлоз гораздо меньше и составляет 60-200. Это свидетельствует о более коротких цепочках молекул и меньшей стойкости этих веществ по сравнению с целлюлозой.

Кроме основных органических веществ, в древесине содержится сравнительно небольшое количество экстрактивных веществ (таннидов, смол, камедей, пектинов, жиров и др.), растворимых в воде, спирте или эфире.

В качестве сырья древесину потребляют три отрасли химической промышленности: целлюлозно-бумажная, гидролизная и лесохимическая. Целлюлозно-бумажная промышленность вырабатывает целлюлозу для изготовления бумаги, картона и целого ряда целлюлозных материалов (производных целлюлозы), а также древесноволокнистых плит.

Основываясь на высокой химической стойкости целлюлозы, путём воздействия различных агентов на древесину переводят в раствор сопровождающие её менее стойкие вещества. Различают три группы способов промышленного получения целлюлозы: кислотные, щёлочные и нейтральные. Выбор того или иного способа зависит в основном от породного состава перерабатываемого древесного сырья.

К группе кислотных способов относятся сульфитный и бисульфитный. При сульфитном способе в качестве сырья используется древесина малосмолистых хвойных (ели, пихты) и ряда лиственных пород. Бисульфитный способ позволяет использовать для получения целлюлозы древесину практически любых пород.

К группе щёлочных способов относятся сульфатный и нейтральный. Наибольшее распространение получил сульфатный метод. Варка щепы ведется в растворе едкого натра и сернистого натрия. Сульфатный способ позволяет получать более прочные волокна. К достоинствам этого способа относится меньшая продолжительность варки, а также возможность осуществлять процесс по замкнутой схеме (путем регенерации щелока), что уменьшает опасность загрязнения водоемов. Этим способом получают более половины производимой в мире целлюлозы, так как он позволяет использовать древесину любых пород .

Нейтральный - способ получения целлюлозы из древесины лиственных пород, при котором варочный раствор содержит вещества (моносульфиты), имеющие реакцию, близкую к нейтральной.

Широкое применение находят производные целлюлозы. При взаимодействии целлюлозы с растворами едкого натра, азотной и серной кислот или уксусным ангидридом можно получить искусственные ткани (штапель, вискозный и ацетатный шёлк), кордонное волокно для изготовления автомобильных и авиационных шин, целлофан, целлулоид, кино- и фотоплёнки, нитролаки, нитроклеи и другие продукты.

При взаимодействии водных растворов кислот с древесиной происходит гидролиз целлюлозы и гемицеллюлоз, которые превращаются в простые сахара (глюкозу, ксилозу и др.) Эти сахара можно подвергать химической переработке, получая ксилит, сорбит и другие продукты. Однако гидролизная промышленность в основном ориентируется на последующую биохимическую переработку сахаров.

Реакция гидролиза происходит при довольно высокой температуре (150-190°С). При охлаждении гидролизата (водного раствора простых сахаров) образуются пары, из конденсата которых получают фурфурол. Он применяется в производстве пластмасс, синтетических волокон (нейлона), смол, изготовления медицинских препаратов (фурацилина и др.), красителей и других продуктов.

При дальнейшей переработке гидролизата получают кормовые дрожжи, этиловый спирт (этанол), углекислый газ. Этанол получают только из хвойной древесины, используют как растворитель и, всё больше, как топливо.

При нагревании древесины без доступа воздуха происходит пиролиз. В результате пиролиза образуется уголь, жижка и газы.

Древесный уголь, отличающийся высокой сорбционной способностью, применяют для очистки промышленных растворов, сточных вод, в производстве сахара, при выплавке цветных металлов, при изготовлении медицинских препаратов, полупроводников, электродов и для многих других целей.

Жижка - раствор продуктов разложения, используется в производстве антисептиков, фенолов, уксусной кислоты, метилового спирта, ацетона. Газы, образующиеся при пиролизе древесины, используют в качестве топлива.

Сырьём для лесохимической промышленности помимо низкокачественной древесины являются экстрактивные вещества. Добыча смолы (живицы) из хвойных пород деревьев и кустарников достигается путём подсочки. Для этого на поверхности стволов сосны или кедра осенью наносят специальную рану (карру), из которой живица вытекает в конический приёмник. Переработка живицы осуществляется на лесохимических предприятиях, где происходит отгонка с водяным паром летучей части - скипидара и уваривание канифоли.

Скипидар широко применяется как растворитель в лакокрасочной промышленности для производства синтетической камфары. Камфара используется в производстве целлюлозы, лаков и киноплёнки. Канифоль применяют в производстве каучука, бумаги, нитролаков, электроизоляционных материалов и др.

• Назад

Виноград

В садах и на при­усадебных участках можно подобрать для посадки винограда место потеп­лее, например, с солнечной сторо­ны дома, садового павильона, ве­ранды. Рекомен­дуется высаживать виноград вдоль границы участка. Сформирован­ные в одну линию виноградные лозы не займут много места и в то же время бу­дут хорошо освещаться со всех сторон. Возле построек виноград надо размещать так, чтобы на не­го не попадала вода, стекающая с крыш. На ровных местах надо де­лать гряды с хорошим стоком за счет водоотводных борозд. Некоторые садоводы по опыту своих коллег из западных районов страны копают глубокие посадоч­ные ямы и заполняют их органи­ческими удобрениями и удобрен­ной землей. Ямы, выкопанные в во­донепроницаемой глине, - это сво­его рода замкнутый сосуд, кото­рый в период муссонных дождей заполняется водой. В плодородной земле корневая система винограда первое время хорошо развивает­ся, но как только начинается пере­увлажнение, она задыхается. Глу­бокие ямы могут играть положи­тельную роль на почвах, где обес­печен хороший естественный дре­наж, водопроницаемая подпочва или возможен мелиоративный ис­кусственный дренаж. Посадка винограда

Быстро восстановить отживший куст винограда можно методом от­водков («катавлак»). С этой це­лью здоровые лозы соседнего ку­ста укладывают в канавки, про­копанные до места, где раньше произрастал погибший куст, и при­сыпают землей. На поверхность выводят верхушку, из которой по­том вырастает новый куст. Одре­весневшие лозы на отводки укла­дывают весной, а зеленые - в июле. От маточного куста их не отделяют в течение двух-трех лет. Замерзший или очень старый куст можно восстановить посред­ством короткой обрезки до здоро­вых надземных частей или обрез­ки на «черную головку» подзем­ного штамба. В последнем случае подземный штамб освобождают от земли и целиком спиливают. Неда­леко от поверхности из спящих почек вырастают новые побеги, за счет которых формируют новый куст. Запущенные и сильно повреж­денные морозом кусты винограда восстанав­ливают за счет более сильных жи­ровых побегов, образующихся в нижней части старой древесины, и удаления ослабленных рукавов. Но прежде чем удалить рукав, формируют ему замену. Уход за виноградом

Садоводу, приступающему к выращиванию винограда, надо хо­рошо изучить строение виноградной лозы и биоло­гию этого интереснейшего расте­ния. Виноград относится к лиановым (лазящим) растениям, для него нужна опора. Но он может сте­литься по земле и укореняться, как это наблюдается у амурского винограда в дикорастущем состоя­нии. Корни и надземная часть стебля растут быстро, сильно вет­вятся и достигают больших раз­меров. В естественных условиях без вмешательства человека выраста­ет разветвленный куст винограда со множе­ством лоз различных порядков, который поздно вступает в пло­доношение и нерегулярно дает урожай. В культуре виноград формируют, придают кустам удоб­ную для ухода форму, обеспечи­вающую высокий урожай качест­венных гроздей. Посадка лимонника

Лимонник китайский, или схизандра, имеет несколько названий - лимонное дерево, красный вино­град, гомиша (японское), кочинта, кодзянта (нанайское), кольчита (ульчское), усимтя (удэгейское), учампу (орочское). По строению, системному родству, центру происхождения и распространению лимонник китайский не име­ет ничего общего с настоящим цит­русовым растением лимоном, но все его органы (корни, побеги, ли­стья, цветки, ягоды) источают аромат лимона, отсюда и название лимонника. Цепляющаяся или об­вивающая опору лиана лимонника наряду с амурским виноградом, тремя видами актинидий является оригинальным растением дальнево­сточной тайги. Его плоды, как и настоящего ли­мона, излишне кислые для потреб­ления в свежем виде, но они об­ладают лечебными свойствами, приятным ароматом, и это при­влекло к нему большое внимание. Вкус ягод лимонника китайского несколько улучшается после заморозков. Ме­стные охотники, потребляющие та­кие плоды, утверждают, что они снимают усталость, сообщают ор­ганизму бодрость и улучшают зре­ние. В сводной китайской фарма­копее, составленной еще в 1596 го­ду, говорится: "плод китайского ли­монника имеет пять вкусов, отне­сен к первой категории лекарст­венных веществ. Мякоть у лимон­ника кислая и сладкая, семена горько-вяжущие, а в целом вкус плода солоноватый. Таким обра­зом, в нем все пять вкусов нали­цо". Вырастить лимонник

Древесина (абсолютно сухая) в основном состоит из трех химических элементов: углерода - 49,5%; кислорода - 44,2;

водорода - 6,3%. Из этих химических элементов образованы сложные органические вещества, входящие в состав клеточной ткани древесины, целлюлоза, лигнин, гемицеллюлоза, которые составляют 90-95% массы абсолютно сухой древесины. Остальные 5-10% составляют экстрактивные вещества, т.е. извлекаемые из древесины различными растворителями. Главные из них - дубильные вещества и смолы. Кроме того, в древесине содержится 0,2-1,7% массы неорганических веществ, получаемых из золы после сжигания древесины. Это соли кальция, калия, натрия, магния. Кора и листья дают больше золы, чем стволовая древесина.

Целлюлозу из древесины можно получить, отделив ее от лигнина и гемицеллюлозы. Отделение целлюлозы от этих веществ основано на ее высокой стойкости к химическим соединениям и в частности к растворам кислот и щелочей, в которых менее стойкие лигнин и гемицеллюлоза переходят в раствор. Древесную щепу варят в котлах в кислотной (сульфитный способ) или щелочной (сульфатный способ) среде при высокой (135-175°С) температуре и высоком (0,5МПа) давлении. После нескольких часов варки целлюлозу промывают, очищают, отбеливают. Целлюлоза исходный материал для производства бумаги, ваты, искусственных волокон (вискозный шелк, штапель), искусственных мехов и кожи, фотои кинопленок, лаков, целлофана, пластмасс, пороха и других материалов.

Гемицеллюлозу и лигнин, перешедшие в раствор при варке, после дальнейшей химической и гидролизной переработки используют для получения этилового спирта, кормовых дрожжей, углекислоты, сухого льда, ванилина, фурфурола. Этиловый спирт является основным сырьем для получения искусственного каучука, уксуса, эфира.

Смола находится в стволе хвойных пород, имеет слабую связь с тканью древесины и сравнительно легко извлекается. Извлечение смолы выполняют либо подсочкой растущего дерева, либо экстракцией сильно осмоленной древесины. При подсочке делают поверхностные раны на стволе живого дерева, из которых вытекает смола живица. В результате переработки живицы получают канифоль и скипидар. При экстракционной переработке древесины смолистые вещества сначала растворяют в бензине, а затем полученный экстракт разгоняют на канифоль и скипидар.

Канифоль используется для получения мыла, изготовления лаков, красок, линолеума, эфиров, а также применяют во многих отраслях (кабельной, кожевенной, нефтяной, резиновой) промышленности. Скипидар используют в медицине, применяют как растворитель для лаков и красок, а также как сырье для производства других продуктов.

Дубильные вещества танниды получают из измельченной древесины и коры экстрагированием горячей водой. Их используют в кожевенной промышленности для дубления кож, придавая ей гибкость, мягкость стойкость к гниению и набуханию. Танниды растворяются в спирте и воде; при соединении с солями различных металлов они могут образовывать красители различных оттенков от светло-желтых до иссиня-черных, применяемых для глубокого крашения древесины.

Человек использует древесину с незапамятных времен. Топливо, строительные материалы, мебель, музыкальные инструменты - изделия из нее сопровождают нас всю жизнь. Кроме этого, деревья - это природные календари и живые исторические памятники.

Существует целая отрасль науки - дендрохронология, которая позволяет узнать возраст изделия, а также в какой области было срублено дерево, из которого оно было изготовлено. Изучая срезы годовых колец, можно узнать о природе и атмосфере давних времен. Достоинства и недостатки, строение, древесина как строительный материал, свойства - все эти вопросы заслуживают внимания.

Как все устроено

Свойства и характеристики материала невозможно понять, предварительно не изучив строение и состав древесины. Само понятие зависит от того, кто его употребляет. Для обычного человека и строителя это исключительно часть дерева под корой, которую можно употреблять в быту или производстве. Для ботаника и древесины - это весь комплекс, включающий в себя все элементы от корней до кроны.

Крона в промышленности используется незначительно, а ветви идут как сырье для и картона. Основное значение имеет ствол. На поперечном разрезе взору открывается строение ствола древесины. Самый верхний слой - кора, защищает живые клетки от внешних воздействий. Между корой и телом ствола располагается слой живых клеток - кадмий. В самом центре через весь ствол проходит сердцевина. Рыхлые ткани, из которых она состоит, делают ее непригодной для утилитарных нужд.

Ядро дерева состоит в основном из омертвевших клеток, отложений смолы, красящих и дубильных веществ. Ядро окружает заболонь - часть дерева, которая отвечает за проведение воды к листьям от корней. Соответственно, в ней много влаги, она больше пропускает воду и сильнее подвержена гниению. Ярко выраженное ядро есть не у всех деревьев. В некоторых из них нет разницы между центральной и окраинной частью ствола. Такие породы называются заболонными.

Микроскопическое строение древесины

Применяя микроскоп, можно глубже изучить строение. Древесина состоит в целом из омертвевших клеток. Молодые растительные клетки состоят из оболочки и внутренней части - цитоплазмы и ядра. Основой тонкой прозрачной мембраны является целлюлоза или клетчатка. С течением времени растительные клетки претерпевают метаморфозу и, в зависимости от заложенной функции, превращаются в своей массе либо в кору (пробкование), либо в древесину (одревеснение).

В клетках постоянно образуется лигнин. Он и служит причиной одревеснения. Разделяют два вида древесных клеток - прозенхимные и паренхимные. Первый вид составляет основную массу древесины, в зависимости от породы - от 85% до 99%. В свою очередь, они разделяются по своим функциям. Проводящие клетки отвечают за доставку питательных веществ и влаги от корней к листве, механические - за прочность и устойчивость дерева. Паренхимные клетки выполняют функцию кладовой для растения. Они накапливают питательные вещества (жиры, крахмалы) и отдают их по мере надобности в трудный период.

Хвойные породы

В зависимости от вида деревьев различается и их строение. Породы древесины делят на хвойные и лиственные. Строение хвойных пород отличается большей простотой. Основную массу составляют трахеидные клетки. К особенностям хвойных пород можно отнести наличие клеток, вырабатывающих смолу. У разных видов они могут быть как хаотично разбросаны, так и объединены в систему смоляных ходов.

Лиственные породы

Более сложны пород и их строение. Древесина состоит из сосудов, волокон либриформа и паренхимных клеток. Так как лиственные деревья сбрасывают осенью листву, зимой они нуждаются в большом запасе пищи. Отсюда и большее количество паренхимных клеток, отвечающих за накопление питательных веществ, чем у хвойных пород. Это можно увидеть по ярко выраженной сердцевине.

Свойства

Целым рядом характерным свойств обладает древесина. Особенности строения тому причина. Прочность у древесины довольно высока, и среди строительных материалов по этому показателю она занимает промежуточное положение. А учитывая небольшой удельный вес, она сравнима в этом плане с металлом. Слабым местом древесины является то, что она - анизотропный материал. Способность сопротивления к разрушению зависит от направления силы относительно расположения волокон. Самые лучшие показатели прочности видны при воздействии на материал вдоль волокон.

Жесткость древесины мала, причина этому - специфическое строение. Древесина - пористый, гибкий материал. Балки способны восстановить свою форму после кратковременной нагрузки. Но остаточные деформации, вследствие длительного воздействия, остаются навсегда. Деревянная балка не сможет восстановить свою форму после долгой эксплуатации.

Твердость строительных материалов определяется тем, какая нагрузка необходима для вдавливания стального шарика с определенными размерами. Для самых жестких пород древесины она составляет всего 1000 Н. При этом низкая твердость - это и одно из главных достоинств материала. Дерево легко обрабатывается, в нем прочно удерживаются гвозди, шурупы, самонарезающиеся винты.

Определяется удельным содержанием влаги в порах. В только что оно достигает 100%. В зависимости от назначения свежесрубленную древесину подвергают сушке до необходимых показателей от 40 до 15%.

Достоинства

Древесина обладает малым значением теплопроводности. Ее можно с успехом применять в качестве теплоизолирующего материала. Простота в обработке позволяет использовать широкий круг инструментов. Невозможно представить любой оркестр без музыкальных инструментов, изготовленных из дерева. Чарующие звуки скрипки - результат такого свойства древесины, как способность к резонансу. Древесина легко изгибается, открывается большой выбор для изготовления различных гнутых конструкций. Также деревянные изделия отличаются хорошими звукопоглощающими характеристиками. Красивая поверхность открывает простор для фантазии при дизайне помещений.

Недостатки

Способность деревянных изделий воспринимать нагрузки зависит от направления приложения силы. Это объясняется анизотропным строением древесины. Кроме того, характеристики прочности зависят еще и от близости к центру ствола, влажности, наличия сучков, трещин. Это заставляет тратить много времени на отбор пригодного материала для работы.

Являясь органическим материалом, древесина беззащитна для насекомых, плесени, грибков. Для долговечной эксплуатации требуется проводить дорогостоящую химическую обработку. Стоит отметить, что деревянные конструкции без предварительной обработки - легкая добыча для огня.

Переработка древесины

В целом можно выделить три вида обработки древесины:

• Самый распространенный - механический способ. Дерево пилят, строгают, раскалывают.
• При химико-механической обработке материал подвергают промежуточной подготовке. смешивают со связующим веществом и нагревают. Происходит химическая реакция полимеризации, и на выходе получают такие материалы, как фанера, древесностружечные плиты, фибролит.
• При химической обработке на древесину воздействуют кислотами, щелочами, солями, подвергают нагреву. Из продуктов такой обработки можно назвать канифоль, камедь, дубильные вещества, целлюлозу.

Деревья старше человека на сотни миллионов лет. Все когда-либо существовавшие цивилизации основаны на применении древесины. Книги, мебель, музыкальные инструменты - все это возможно благодаря этому уникальному природному материалу.