Практическая работа № 6

Тема: Изучение макроструктуры древесины

Цель: Закрепить знанияосвойствах и области применения древесины.

Ход работы

1.Изучить теоретические сведения.

2.Выполнить практическую часть

Теоретические сведения

Древесина является древнейшим конструкционным материалом, ее получают из стволов деревьев после удаления веток, при этом выход составляет более 90% от объема ствола.

Макроструктура - строение древесины, которую видно невооруженным глазом или при незначительном увеличении. Поскольку древесина является анизотропным материалом (механические свойства зависят от направления исследования), то ее структуру изучают в трех различных срезах ствола: торцевой, тангенциальном и радиальном (рис. 6.1).

Торцевой - срез, перпендикулярный оси ствола.

Радиальный - продольный срез, который проходит через ось ствола.

Тангенциальный - продольный срез на определенном расстоянии от оси ствол

Рис.6.1. Срезы древесины: 1 - торцевой 2 - радиальный, 3 - тангенциальный.

На начальной стадии обработки древесины делают поперечный или торцевой срез (рис.6.2). На таком срезе хорошо видны все составляющие строения древесины, перечень и основные характеристики которых приведены ниже. Сердцевина 1 - рыхлая неустойчива к загниванию ткань диаметром от 2 до 5 мм, расположена в самом центре древесины и образовалась в первые годы жизни дерева. По лучах сердцевины 2 происходит движение воды и воздуха в горизонтальном направлении. Ядро 3 - мертвый слой клеток, примыкает непосредственно к сердцевине и не принимает участия в физиологических процессах. Древесина в нем наиболее жесткая, однако ядро ​​есть не у всех пород древесины. Кора 4 - внешний жесткий слой древесины, защищает другие слои от холода, жары и механических повреждений. Луб 5 - тонкий, невидимый невооруженным глазом слой между корой и древесиной, по которому органические вещества движутся от кроны вниз к стволу. Заболонь 6 - часть древесины между ядром и корой, по которой происходит движение соков вверх. Молодые деревья состоят только из заболони. Камбий 7 - тонкий слой живых клеток между корой и заболонью. Клетки камбия делятся, что обеспечивает рост древесины в толщину. Возраст древесины можно определить по количеству годичных слоев, которые представляют собой концентрические окружности, которые хорошо видны на торцевой срезе. Каждое годичное кольцо состоит из наружного и внутреннего слоев, причем внутренний слой формируется весной и в начале лета, а внешний – в конце лета. Ширина годовых колец зависит от породы древесины, условий роста и климатических условий.

Все породы древесины принято делить на четыре типа: лиственные, хвойные, особенно ценные и иностранные.

Рис.6.2. Торцевой срез древесины: 1 - сердцевина, 2 - лучи сердцевины, 3 - ядро, 4 - кора, 5 - луб, 6 - заболонь, 7 - камбий, 8 - годовые слои.

К хвойным породам относятся ель, сосна, лиственница, пихта, кедр, тис и можжевельник, который является кустарником. Широкое использование в строительстве и на железнодорожном транспорте получила сосна, поскольку она хорошо обрабатывается, имеет среднюю плотность, достаточно высокую прочность и устойчивость к загниванию. Из хвои сосны изготавливают биологически активные вещества. Ель немного уступает сосне по прочности и устойчивости против загнивания. Есть основным веществом для получения целлюлозы, а однородность строения делает ее незаменимой при изготовлении музыкальных инструментов. Лиственница является самой распространенной породой, поэтому широко используется при изготовлении мебели и в целлюлозно-бумажной промышленности. Пихта сама легкая и мягкая из всех хвойных пород, по свойствам похожа на ель. Кедр - очень распространенная порода (Сибирь), что доживает до 800 лет, а высота достигает более 30 м. Легко обрабатывается, устойчив к загниванию, поэтому широко используется в строительстве. С его орехов получают масло, скипидар, лечебные бальзамы. Можжевельник малых размеров используется для изготовления токарных и резных изделий.

К основным лиственнм породам относятся береза, дуб, ясен клен, липа, орех и тополя. Наиболее ценной и дефицитной древесиной является дуб, который имеет очень высокие показатели плотности, прочности и устойчивости к загниванию. Из него изготавливают массивные строительные балки, бочки для вина и пива, паркет. В производстве мебели очень ценится мореный дуб, он имеет сверхвысокую прочность и твердость, характерный темный цвет.

Береза ​​хотя и имеет достаточно высокие показатели прочности, но неустойчива к загниванию и коробиться при сушке, поэтому широкого применения не получила.

Ясень отличается очень высокой ударной вязкостью и хорошо гнется, благодаря чему используется в производстве спортивного инвентаря: теннисных ракеток, хоккейных клюшек. Клен используется в мебельном производстве, для производства корпусов музыкальных инструментов, но из-за малых запасы имеет весьма ограниченное применение.

Липа - однородная мягкая древесина, почти не трескается при обработке, поэтому служит хорошим материалом для резных работ.

Орех очень ценной породой, благодаря своему цвету используется для изготовления высокохудожественных мебели, создания оригинальных интерьеров. Древесина тополя мягкая, неустойчивая к загниванию, запасы его ограничены, поэтому используется в небольших объемах для производства товаров бытового назначения и при производстве целлюлозы.

Ценные породы - породы, имеют привлекательный цвет древесины и текстуру, непохожую на другие породы. Данные породы используются при отделке интерьеров помещений и изготовлении сувенирных изделий.

Иностранные породы - породы, растущие в других климатических условиях. Цвет древесины и ее текстура существенно зависит от климата, в котором росла данная древесина. Наиболее яркий цвет имеют тропические породы, а наиболее бледный - северные. К иностранным породам относят красную и черную древесину, секвойю, эвкалипт и палисандр, распространенные в странах с тропическим климатом. Секвойя, бакаут и эвкалипт являются ценными строительными материалами, другие породы используются для производства художественно-декоративных изделий.

Главными характеристиками любой породы древесины является ее цвет, блеск и текстура, по которым и определяется ее ценность.

Цвет - зависит от климатических условий в местах роста древесины. В умеренном климате древесина бледная, в тропическом - имеет яркий окрас. Интенсивность окраса также зависит от возраста дерева - с годами она растет. Цвет древесины является важной характеристикой и учитывается при изготовлении мебели, художественных изделий, музыкальных инструментов и так далее.

Блеск - способность древесины направлено отражать световой поток. Блеск древесины оценивается по ее бельем - чем больше белье, тем выше показатель блеска.

Текстура - естественный рисунок на тангенциальных и радиальных срезах древесины, образованный ее годовымы кольцами и анатомическими элементами (рис. 6.3). Чем сложнее строение древесины, тем богаче ее текстура. Лиственные породы по сравнении с хвойнымы, имеют значительно более богатую текстуру. Текстура является важнейшим показателем, характеризующим декоративную ценность древесины, поэтому ее иногда создают искусственным путем

Рис. 6.3. Текстура тиса.

Практическое задание:

І.Проведите анализ использования древесины в промышленности. Зафиксируйте в тетради для практических работ.

ІІ. Ответьте письменно на следующие контрольные вопросы.

1. Дайте классификацию пород древесины.

2. Что значит анизотропия свойств древесины?

3. Какие лиственные породы деревьев используются в строительстве?

4. Назовите хвойные породы и сферы их применения.

5. Назовите главные характеристики древесины.

6. Какие области можно обнаружить на поперечном срезе древесины?

7. Какие участки микроструктуры древесины могут отсутствовать у определенных пород?