أي شجرة لها جذع أخضر. هيكل الخشب الصلب

قبل أن تبدأ في صنع أي شجرة ، عليك أن تقرر نوع الجذع والتاج الذي ستكون عليه. هناك عدة أنواع من الأشجار يمكن إعادة إنشائها بزخرفة خرزية.

أنواع جذع الشجرة

شكّان

هذا النمط يعني شجرة مائلة. باستخدام هذا النمط ، يمكنك عمل أي شجرة تنحني تحت تأثير الرياح القوية.

يمكن جعل جذع الشجرة مستقيمًا ، أو يمكنك جعله منحنيًا قليلاً.

بوجونجي

يعتبر هذا النوع من الجذع مثاليًا لإنشاء جذوع الأشجار ، عريضة الأوراق والصنوبرية. سيكون الجذع في هذا النمط منحنيًا بخطوط ناعمة. سيكون تاج هذه الأشجار موجودًا فقط في الجزء العلوي من الشجرة ، ولا توجد فروع سفلية.

إيكادابوكا

يتضمن هذا النمط إعدام الأشجار المتساقطة.

إيشي زوكي

القيقب ، الصنوبر ، السفرجل تبدو جميلة في هذا النمط. تنقل الأشجار في هذا الأسلوب الشعور بأنها نمت إلى أحجار.

سوكان

هذا النمط رائع لجميع أنواع الأشجار. إنه يشير إلى نوعين من الجذوع ينموان من الجذور. سيكون أحدهما أثخن وأقوى من الآخر.

الكعبة داتشي

يحتوي هذا النمط أيضًا على جذوعين لكل شجرة. هنا فقط مضاعفتهم.

Kengai

في هذا النمط ، من الأفضل صنع الصنوبر ، البيراكانثا ، العرعر. هذه ليست مجرد شجرة ، لكنها نبات ينمو على منحدر شديد الانحدار. ينحني ليس فقط بسبب ثقله ، ولكن أيضًا من الحجارة التي يمكن أن تسقط عليه عند السقوط من الجرف.

هوكي داتشي

أسلوب لصنع الأشجار ذات الأغصان الرفيعة (الدردار ، البوق ، الزيلكوفا).

كما هو الحال في الصنوبريات ، اللب الخشب الصلبتتكون من خلايا متني كبيرة إلى حد ما ، من بينها أحيانًا خلايا صغيرة سميكة الجدران تقع منفردة أو في مجموعات صغيرة ومليئة بمحتويات بنية ؛ في خشب البتولا والبلوط والرماد ، يمكن أن تظل الخلايا الأساسية حية حتى سن 20 عامًا.

يتم بناء الخشب الصلب بشكل أكثر تعقيدًا ويتكون من عدد أكبر من العناصر المختلفة ، وفي المقطع العرضي يوجد ترتيبها الشعاعي فقط في الأشعة الأساسية. يؤدي التطور القوي للعناصر الفردية ، وخاصة الأوعية ، إلى إزاحة الخلايا المجاورة ، ونتيجة لذلك لا يمتلك الخشب الصلب الهيكل الصحيح الذي يميز الخشب الصنوبري. يتضمن هيكل الخشب الصلب عناصر موصلة - أوعية وقصبات ، وعناصر ميكانيكية - ألياف ليبرفورم وعناصر تخزين - خلايا متني. بين هذه الأنواع الرئيسية من العناصر هناك أشكال انتقالية (وسيطة) ؛ هذا يزيد من تعقيد بنية الخشب الصلب. على التين. يُظهر 20 و 21 مخططات للتركيب المجهري لخشب البلوط (أنواع الأوعية الدموية الحلقية) والبتولا (أنواع الأوعية الدموية المتناثرة).

الأوعية - العناصر النموذجية التي تحمل الماء للأخشاب الصلبة فقط - عبارة عن أنابيب طويلة رقيقة الجدران تتكون من صف عمودي طويل من الخلايا القصيرة ، تسمى مقاطع الأوعية الدموية ، عن طريق إذابة الأقسام الموجودة بينها. إذا تم تشكيل ثقب دائري كبير في نفس الوقت في الحاجز ، فإن هذا الثقب يسمى بسيطًا. إذا بقي عدد من الخطوط في الحاجز بعد الانحلال ، حيث توجد ثقوب تشبه الفتحات ، فإن هذا الانثقاب يسمى انثقاب السلم (الشكل 22). يوجد في العديد من الأنواع نوع واحد من الثقوب في الأوعية ، على سبيل المثال: يحتوي البلوط على ثقوب بسيطة فقط ، بينما يحتوي البتولا على ثقوب سلالم فقط. تحتوي بعض السلالات على كليهما ، ولكن في هذه الحالة ، يسود أي نوع واحد من الانثقاب.

أرز. 20. مخطط التركيب المجهري لخشب البلوط: 1- الطبقة السنوية. 2 - السفن 3 - سفينة كبيرة من المنطقة المبكرة ؛ 4 - سفينة ضيقة من المنطقة المتأخرة ؛ 5 شعاع الأساسية واسعة ؛ 6 - شعاع أساسي ضيق ؛ 7 - ليبرفورم.

بعد اتصال الخلايا التي تشكل الوعاء ، تموت البروتوبلازم والنواة وتتحول الأوعية إلى أنابيب شعرية ميتة مملوءة بالماء. في الأوعية الكبيرة ، يكون قطر المقاطع كبيرًا ، بينما يكون طولها غالبًا أقل من القطر ؛ تكون الحواجز بين الأجزاء متعامدة مع طول الوعاء ، والثقوب بسيطة. في الأوعية الصغيرة ، يكون قطر الأجزاء صغيرًا ، وطولها أكبر بعدة مرات من الأبعاد العرضية ؛ تميل الحاجز بين الأجزاء بقوة ، وفي العديد من السلالات ، تكون مجهزة بثقوب السلالم.

أرز. 21. مخطط التركيب المجهري لخشب البتولا: 1 - طبقة سنوية. 2- السفن. 3- أشعة القلب. 4 - ليبرفورم.

وبالتالي ، يمكن أن يختلف شكل أجزاء الأوعية - من شكل مغزل في أوعية صغيرة إلى شكل أسطواني أو برميل في أوعية كبيرة ؛ يتراوح طولها في الخشب المبكر لأنواع الخشب الصلب الحلقي (الأوعية الكبيرة) من 0.23 إلى 0.39 ملم ، وفي الخشب المتأخر (الأوعية الصغيرة) من 0.27 إلى 0.58 ملم. الجدران الجانبية للأوعية الدموية سلالات مختلفةتتميز بمجموعة متنوعة من السماكات ، والتي تنشأ في الغالب عن طريق ترسب الطبقات الثانوية على الغلاف الأساسي ، والذي يظل السليلوز في الأماكن غير السميكة ويعمل على تمرير الماء إلى العناصر المجاورة ؛ عادة ما تصبح الأماكن السميكة خشبية ، حيث يُقصد منها إعطاء قوة لجدار الوعاء الخاضع للضغط من العناصر المجاورة.

أرز. الشكل 22: تفاصيل هيكل الوعاء: أ - قطعة من الوعاء مع ثقب عددي الشكل. ب - جزءان من السفينة بهما ثقب بسيط ؛ ج - وعاء حلزوني د - أنواع المسام الحدودية على جدران الأوعية ؛ ه - السفينة مع الحرث ؛ 1 - مسام مستديرة (بتولا) ؛ 2- المسام الماسية (القيقب) ؛ 3- مسام متعددة الأوجه (الدردار) ؛ 4 - جدار الوعاء. 5 - تيلز.

تنقسم سماكة جدران الأوعية إلى حلقي ولولبي وشبكي (انظر الشكل 22). الأقل سماكة هي الأوعية الحلقية. تكون سماكاتها على شكل حلقات تقع على مسافة ملحوظة من بعضها البعض ؛ تم العثور على هذه الأوعية فقط في الخشب الأساسي. يتم تقوية جدار الأوعية ذات السماكة الحلزونية. في الأوعية الشبكية ، يثخن الجدار بالكامل تقريبًا بحيث تظل المسام فقط مرئية كنقاط متكررة على السطح الجانبي للوعاء. في خشب معظم أنواع الأخشاب الصلبة ، توجد أوعية شبكية ، وفي بعض الأنواع ، على سبيل المثال ، الزيزفون والقيقب والأوعية الحلزونية.

توجد مسام حدية عند نقاط التلامس بين الجدران والسفينة المجاورة أشكال مختلفة، والتي تختلف عن المسام الحدودية للصنوبريات في حجمها الأصغر وغياب الطارة. في الأماكن التي يتجاور فيها الجدار مع الخلايا المتنيّة ، يكون للأوعية مسام شبه محدودة (تحدها فقط من جانب الوعاء). في أماكن التلامس مع خلايا الشعاع النخاعي ، توجد مناطق مستطيلة على جدران الوعاء ، توجد عليها مسام بيضاوية أو دائرية ذات حدود ضيقة جدًا. في أماكن التلامس مع ألياف الشكل الليفي ، لا تحتوي جدران الأوعية على مسام.

أظهرت دراسات خشب الرماد أن الأوعية الموجودة في الجذع ، التي تنحرف عن الاتجاه الرأسي في الاتجاه العرضي وجزئيًا في الاتجاهات الشعاعية ، تتواصل مع الأوعية المجاورة من خلال العديد من المسام الحدودية ولوحات التثقيب. بفضل هذه الملامسات النهائية والمتوسطة ، يتم تشكيل نظام إمداد المياه المتفرعة مكانيًا في الخشب الصلب. في بعض السلالات ، مع تكوين نواة ، يتم انسداد الأوعية بحراثة وتوقف العمل كعناصر موصلة. النتوءات ، في معظم الحالات ، هي نواتج للخلايا المجاورة للأشعة النخاعية ، ونادرًا ما تكون ناتجة عن الحمة الخشبية ؛ لديهم شكل الفقاعات ذات الجدران الخشنة. يحدث نمو الخلايا المتنيّة في الوعاء من خلال المسام الموجودة على جدرانها (انظر الشكل 22).

في بعض السلالات ، تتشكل الحراثة بشكل طبيعي بعد عام أو أكثر من تشغيل السفينة ؛ وهكذا ، في الجراد الأبيض والفستق ، فإن الأوعية الكبيرة مسدودة جزئيًا بحراثة بالفعل في نهاية السنة الأولى من الوجود. في العديد من الأنواع ، عادة ما تكون أوعية اللب مسدودة بحراثة (في البلوط ، الدردار) ، ولكن في بعض الحالات ، لوحظ تشكيل قوي حتى في الأنواع غير الأساسية (على سبيل المثال ، في اللب الزائف من خشب الزان). يمكن أن يكون دور الحراثة في نمو شجرة مختلفة: حراثة تسد الممرات المائية ؛ إن ملء أواني اللب بالحراشف ، خاصة تلك ذات الجدران السميكة (للفستق) ، يزيد من صلابة الخشب ؛ إذا كانت خلايا الحراثة على قيد الحياة ، فإنها تلعب دور عناصر التخزين جنبًا إلى جنب مع النسيج الخشبي. في شجرة مقطوعة ، يؤدي وجود الحراثة إلى صعوبة تشريب الخشب ؛ على سبيل المثال ، يكاد يكون من المستحيل تلقيح اللب الزائف من خشب الزان. يمكن أن تكون القصبات الهوائية في الأخشاب الصلبة من نوعين: الأوعية الدموية والليفية (الشكل 23). القصيبات الوعائية هي في الغالب عناصر موصلة للماء ونادراً ما يتجاوز طولها 0.5 مم ؛ في شكلها وحجمها وأيضًا في موقع المسام ، فهي تشبه شرائح الأوعية الصغيرة ؛ غالبًا ما تكون جدرانها مجهزة بسمك حلزوني. يمكن اعتبار القصبة الهوائية كعنصر وسيط بين القصبة الهوائية النموذجية وقطاع الوعاء.

القصبة الهوائية ، بدورها ، هي عنصر انتقالي من القصبة الهوائية إلى الألياف الليفية الشكل ؛ لها شكل ألياف طويلة إلى حد ما مع نهايات مدببة ، وقشرة سميكة وتجويف صغير ؛ المسام على الجدران صغيرة ، يحدها ثقب في الغالب شكل مشقوق. القصيبات الليفية تختلف عن الألياف الليفية ذات سماكة جدار أصغر إلى حد ما ، ولكن بشكل رئيسي في وجود مسام محددة بوضوح ، في حين أن الألياف الليفية لها مسام بسيطة. توجد القصبات الهوائية في خشب ليس كل الأخشاب الصلبة ؛ توجد القصبات الهوائية من كلا النوعين في خشب البلوط ، حيث يتم حصرها في المنطقة المتأخرة من الطبقات السنوية ؛ تم العثور على القصبات الهوائية الليفية في الكمثرى وخشب التفاح.

Libriform هو المكون الرئيسي للخشب الصلب. في بعض السلالات ، يحتل ما يصل إلى 76٪ من الحجم الإجمالي. الألياف الليفية هي خلايا بروتنشيمية مغزلية الشكل ذات جدران سميكة خشبية (انظر الشكل 23) ، وتجويف صغير وعدد أقل من المسام البسيطة على الجدران ؛ من الجانب ، تظهر المسام على شكل شقوق ضيقة مرتبة في حلزوني (مسام مائلة تشبه الشق). في معظم الحالات ، تكون الأطراف المدببة للألياف الليفية ناعمة ، ولكن في بعض السلالات تكون منقسمة أو بها شقوق (في خشب الزان والأوكالبتوس) ، مما يؤدي إلى إحكام ربط الألياف ببعضها البعض. يتراوح طول الألياف الليفية من 0.3 إلى 2 مم ، وسمكها - من 0.02 إلى 0.05 مم.

أرز. 23. عناصر من الخشب الصلب: أ - القصبات الوعائية. ب - القصبة الهوائية الليفية. ج - الألياف الليفية. ز - ألياف مصوغة ​​بطريقة libriform ؛ ه - حبلا لحمة الخشب ؛ ه - خلية مغزلية الشكل لحمة خشبية ؛ ز - خلايا الأشعة الأساسية.

الألياف الليفية المكونة بالكامل خالية من المحتوى الحي ، وتمتلئ تجاويفها بالهواء. يتم سماكة جدران الألياف الليفية بشدة في الخشب الصخور الصلبه(البلوط ، الرماد ، الزان ، شعاع البوق ، إلخ) وأضعف في الخشب اللين (الزيزفون ، الحور ، الصفصاف). على التين. يُظهر الشكل 24 شكلًا نصفيًا بسماكات جدار مختلفة. في بعض الأنواع ، مثل القيقب ، توجد ألياف ذات جدران أقل سماكة ومحتويات حية ؛ يمكن اعتبار هذه العناصر وسيطة بين ألياف النسيج الليفي وخلايا المغزل في النسيج الخشبي.

على طول نصف قطر الجذع ، تزداد أبعاد الألياف الليفية وسمك جدرانها في الاتجاه من اللب إلى القشرة ، وتصل إلى الحد الأقصى ، وبعد ذلك تظل دون تغيير أو تنخفض قليلاً. على طول ارتفاع الجذع ، يتناقص طول ألياف الشكل الليفي وسمك جدرانها في الاتجاه من المؤخرة إلى الأعلى. تعتمد كثافة وقوة الخشب الصلب على كمية الشكل الليفي وحجم الألياف الفردية ، بشكل أساسي على سمك جدرانها. تعتمد أبعاد الألياف الليفية الشكل على ظروف النمو: مع تحسن هذه الظروف ، يزداد طول الألياف وسمك غلافها. يتسبب التخفيف في زيادة عدد وطول الألياف الليفية الشكل.

أرز. 24. شظايا من خشب الحور (يسار) ، زان (وسط) وخشب حديد (يمين): 1 - أواني. 2 - شعاع الأساسية. 3 و 4 و 5 - ألياف ليفية ذات جدران رقيقة ومتوسطة وسميكة للغاية.

في خشب بعض الأنواع (على سبيل المثال ، خشب الساج) ، تم العثور على ما يسمى مصوغة ​​بطريقة libriform (انظر الشكل 23). يتم تقسيم أليافها ، بعد نهاية النمو في الطول وسمك القذائف ، بواسطة أقسام عرضية إلى عدد من الأقسام ؛ تبقى الأقسام رقيقة ولا تصبح خشبية. وهكذا ، فإن ألياف مصوغة ​​بطريقة libriform تشبه إلى حد ما حبلا من الحمة الخشبية ، والتي تختلف في طبيعة المسام وسمك الجدران الجانبية (الطولية) ؛ بالإضافة إلى ذلك ، فإن تجاويف مصوغة ​​بطريقة libriform لا تحتوي على محتويات. الأشعة الأساسية. تشكل الخلايا المتنيّة في الأخشاب الصلبة ، وكذلك في الأخشاب الصنوبرية ، في الأساس أشعة لُبّاً ، وهي أكثر تطوراً في الأخشاب الصلبة منها في الصنوبريات. وهي تتكون حصريًا من خلايا متنيّة ، ممتدة نوعًا ما على طول الحزمة ، بجدران رقيقة خشبية والعديد من المسام البسيطة ، خاصة في تلك الأماكن التي تلامس فيها خلايا الحزمة الأوعية أو القصبات.

في العرض ، تحتوي الأشعة الأساسية للأخشاب الصلبة من صف واحد (رماد) إلى عدة عشرات (أشعة واسعة من البلوط والزان) ، وفي الارتفاع - من عدة صفوف (خشب البقس) إلى عدة عشرات وحتى مئات صفوف الخلايا ( البلوط والزان). في المقطع العرضي ، يتم تمثيل الأشعة أحادية الصف بسلسلة رأسية من الخلايا ، بينما تبدو الأشعة متعددة الصفوف مثل المغزل أو العدس. يظهر هيكل الحزمة العريضة الزائفة المذكورة أعلاه في الشكل. 25.

أرز. الشكل 25: العارضة الأساسية على مقطع شعاعي من خشب الصفصاف (يسار) ، وقسم مماسي من خشب البوق (يمين): 1 - خلايا قائمة ؛ 2 - خلايا راقد ؛ 3 - سفينة 4 - شعاع عريض كاذب ؛ 5.6 - الحزم الضيقة ؛ 7 - ليبرفورم.

في بعض الأنواع (الصفصاف) ، تكون الخلايا الهامشية ، أي الصفوف العلوية والسفلية على طول ارتفاع الحزمة ، ممدودة عبر الحزمة وتسمى منتصبة (الشكل 25) ؛ تسمى هذه الأشعة بالأشعة غير المتجانسة ، على عكس الأشعة المتجانسة ، حيث تكون جميع الخلايا متطابقة في الشكل. عرض خلايا أشعة النخاع في خشب البلوط الصيفي 15 ميكرومتر والارتفاع 17 ميكرومتر ؛ طول الخلايا في الأشعة الضيقة 50-55 μ ، في الأشعة العريضة 69-94 μ. تكون الخلايا المتوسطة (في الارتفاع) للأشعة النخاعية في كل من الأنواع المتساقطة والصنوبرية مصحوبة على كلا الجانبين بممرات بين الخلايا ضيقة ومليئة بالهواء تخترق الشعاع على طوله بالكامل وتجاور عدسات القشرة من خلال الفراغات بين الخلايا في الحمة القشرية. من خلال هذه الممرات ، يتم تبادل الغازات مع الغلاف الجوي المحيط بالشجرة. يمكن أن تبقى خلايا أشعة النخاع في الأخشاب الصلبة على قيد الحياة لفترة طويلة ؛ وهكذا ، في شجرة تفاح ، تم العثور على خلايا حية بالقرب من قلب شخص يبلغ من العمر 24 عامًا ، في خشب الزان - 98 عامًا ، وفي شعاع - حتى يبلغ من العمر 107 عامًا.

حمة الخشب. تحتاج الأخشاب الصلبة التي تتساقط أوراقها لفصل الشتاء إلى المزيد من العناصر الغذائية الاحتياطية مقارنة بالأخشاب اللينة لإنتاج الأوراق في بداية موسم النمو التالي. نتيجة لذلك ، في الأنواع المتساقطة الأوراق ، جنبًا إلى جنب مع محتوى (حجم) أكبر من أشعة اللب ، يتطور النسيج الخشبي بقوة أكبر ، وهو غائب تقريبًا في الأنواع الصنوبرية. يتم ترتيب خلايا النسيج الخشبي في صفوف عمودية ومزودة بمسام بسيطة ؛ للخلايا الطرفية شكل مدبب ، حيث يعطي الصف بأكمله انطباعًا بأن الألياف مقسمة إلى أقسام بواسطة أقسام عرضية (انظر الشكل 23). تسمى هذه الصفوف من الخلايا المتنيّة خيوط الحمة الخشبية. في بعض الأنواع (البتولا ، الزيزفون ، الصفصاف) توجد خلايا حمة مغزلية الشكل (حمة مغزلية) بدون حواجز عرضية. تختلف الحمة المغزلية عن القصبة الهوائية في نوع المسام وغياب السماكة الحلزونية ، وعن ألياف النسيج الليفي في سمك الجدران ونوع المسام وشكل النهايات.

تأخذ حمة الخشب في الأخشاب الصلبة من 2 إلى 15٪ من الحجم الإجمالي للخشب. في بعض الأنواع الاستوائية ، تشكل الحمة الخشبية الجزء الأكبر من الخشب. هذه السلالات تعطي الخشب الخفيف بشكل خاص (على سبيل المثال ، البلسا). يعتمد توزيع الحمة الخشبية في الطبقة السنوية على الأنواع وله قيمة تشخيصية كبيرة. هناك الأنواع الرئيسية التالية لتوزيع الحمة الخشبية: حمة متناثرة (منتشرة) ، عندما تكون خلاياه موزعة بشكل متساوٍ إلى حد ما على الطبقة السنوية (خشب البتولا ، خشب الزان ، إلخ) ؛ حمة الحدود (الطرفية) ، عندما تنتهي الطبقة السنوية بصف واحد أو أكثر من الحمة الخشبية (الصفصاف ، القيقب ، إلخ) ؛ الحمة العرضية (المشطية) ، عندما تشكل خلاياه صفوفًا عرضية في المنطقة المتأخرة من الطبقات السنوية (البلوط ، الجوز ، إلخ) ؛ حمة حول الأوعية الدموية (vasicentric) ، عندما يتم تجميع خلاياها بالقرب من الأوعية. يمكن توضيح المحتوى التقريبي للعناصر المختلفة في الخشب الصلب من خلال البيانات الواردة في الجدول. 6.

7.4. المؤشرات النوعيةالمواد الخشبية

يحتوي الخشب الصنوبر والخشب الصلب على مجموعة من الخصائص ، يتم تحديد مستوى مؤشراتها حسب نوع أنواع الأشجار ، والبنية التشريحية للخشب وتكوينه ، ودرجة تحسين الهيكل العام لمادة الخشب التي تطورت أثناء نمو الشجرة في ظروف حقيقية. يؤثر الفراغ الشعري في الخشب وتغلغل الماء في الشعيرات الدموية بشكل خاص على مستوى مؤشرات الملكية. بعضها (من الدرجة الأولى) كبير نسبيًا ، على الرغم من أنها تتغير مع تقدم عمر الشجرة - الفضاء بين الخلايا ، وتجويف الخلايا ، والمسام الموجودة في جدران الخلايا. تشكل الأنواع الأخرى ذات القطر الأصغر بكثير (الترتيب الثاني) المساحة البينية الليفية والمساحة داخل الألياف الدقيقة. ومع ذلك ، فإن كلاهما ، على الرغم من اختلاف فترة عمل الماء المخترق ، يفضلان انتفاخ ألياف الخشب بسمك 20-30 ٪ ، في الطول - بنسبة 1-3 ٪ بسبب البنية الحلزونية للألياف.

يحتوي الخشب دائمًا على بعض الرطوبة. عادة ما يميز: المحتوى الرطوبي للخشب المقطوع حديثًا - من 35 إلى 60٪ ، وأحيانًا يصل إلى 100٪ أو أكثر من كتلة الخشب الجاف تمامًا ؛ المحتوى الرطوبي للخشب الجاف بالهواء - عادة 15-20٪ ، والذي يعتمد بشكل أساسي على الرطوبة النسبية للهواء المحيط ؛ المحتوى الرطوبي للخشب الرطب ، والذي يمكن أن يكون مرتفعًا جدًا. على سبيل المثال ، بعد البقاء في الماء لفترة طويلة ، يمكن أن تحتوي الرطوبة على ما يصل إلى 150٪ أو أكثر من كتلة الخشب الجاف تمامًا. يعتبر الخشب الجاف تمامًا بشكل مشروط من الخشب المجفف إلى وزن ثابت عند درجة حرارة 105 درجة مئوية ، على الرغم من احتوائه دائمًا على كمية صغيرة من الرطوبة.

تتوزع الرطوبة بشكل غير متساو في الخشب: فهي تتواجد بشكل أكبر في الجزء الخلفي من الجذع ، في خشب العصارة ، وأقل في اللب ، على الرغم من أن خشب القلب من الأخشاب الصلبة قد يكون أحيانًا أكثر رطوبة من خشب العصارة.

يمكن أن تكون الرطوبة خالية ، وتملأ التجاويف الداخلية للخلايا ، أي المساحة الشعرية من الدرجة الأولى ، والرطوبة ، الموجودة في أنحف المساحات الشعرية من الدرجة الثانية ، مع إمكانية الانتقال إلى حالة مرتبطة بالغروانية تحت تأثير تفاعلها مع جوهر الشجرة. عندما يكون الخشب في بيئة هواء مشبعة ببخار الماء لفترة طويلة ، أي عند رطوبة نسبية للهواء تساوي 100٪ ، فإن جدران الخلايا مشبعة تمامًا بالرطوبة الماصة للرطوبة. هذا الحد يسمى نقطة تشبع الألياف ، أو حد الرطوبة. للخشب سلالات مختلفةتتراوح قيمة حد الرطوبة من 23 إلى 35٪ من كتلة الخشب الجاف. في المتوسط ​​، يتم أخذها تساوي 30٪. بحلول هذا الوقت ، لا تزال الألياف خالية من الرطوبة ، لكن الانتفاخ يصل إلى أقصى حد ، والتورم الخطي لا يزيد عن 6-13٪. عند التورم ، لوحظ انكماش (ضغط): الحجم

من الخشب المتورم أقل من مجموع أحجام الخشب قبل الانتفاخ والماء الممتص. ترتبط ظاهرة الانكماش بانضغاط الماء ، ولا سيما الأجزاء الأولى منه (تصل إلى حوالي 6٪) ، عندما تزداد كثافة الماء (تصل إلى 2.6 جم / سم 3) ، وينخفض ​​حجم الماء الممتص بحوالي 25٪. بالإضافة إلى الانكماش ، في عملية امتصاص الماء ، ينشأ ضغط الانتفاخ أيضًا (حتى 100-400 ميجا باسكال) وتنتفخ (ترطيب) الحرارة. كلما زاد الجزء المتبلور في السليلوز وأقل تبلورًا ، قل انتفاخ الألياف وانخفاض حرارة التبلل (التورم) ، بالإضافة إلى ضغط الماء.

يسمى عكس التورم بالانكماش. يتم التعبير عنها من خلال انخفاض في الأبعاد الخطية والحجمية للخشب عند إزالة الرطوبة المسترطبة.

بسبب الهيكل الليفي ، فإن الخشب له انكماش مختلف في اتجاهات مختلفة. في الاتجاه الشعاعي ، تكون 3-6٪ ، في الاتجاه العرضي - مرة ونصف إلى مرتين أكثر من الاتجاه الشعاعي ، و6-12٪. لم يتم تحديد الانكماش على طول الألياف بسبب قيمته الضئيلة. يتم حساب الانكماش الحجمي Y حول كنسبة مئوية دون مراعاة الانكماش الطولي وفقًا للصيغة التقريبية

أين أو ب - أبعاد العينة في الاتجاهين العرضي والقطري ، على التوالي ؛ أ 0 و ب 0 - أبعاد العينة في نفس الاتجاهات في حالة جافة تمامًا.

الحجم الكلي للرطوبة في الخشب (25-30٪)

مقسم إلى امتزاز ، موجه بواسطة روابط هيدروجينية في أنحف المساحات الشعرية (4-6٪ من الخشب الجاف تمامًا) ، ويمتص بسبب التكثيف الشعري (20-25٪ من الخشب الجاف تمامًا). ما تبقى من الرطوبة الحرة في الفضاء الشعري من الدرجة الأولى. عند تجفيف الخشب ، من الصعب بشكل خاص إزالة هذه الرطوبة بنسبة 4-6٪ ، لأنها مرتبطة بشدة بروابط الهيدروجين.

بالإضافة إلى الرطوبة ، الرطوبة ، امتصاص الرطوبة ، فقدان الرطوبة ، والتي تميز نسبة الخشب إلى البيئة المائية ، هناك عدد من الخصائص الفيزيائيةوالتي تحدد جودة المادة الخشبية. لاستخدام الأخشاب لأغراض البناء أهمها: الكثافة الحقيقيةمادة الخشب ، والتي تكون تقريبًا هي نفسها للأنواع المختلفة وهي 1.53-1.55 جم / سم 3 ؛ متوسط ​​الكثافةيختلف على مدى واسع لأنواع مختلفة ، لنفس الأنواع من مختلف الأعمار ، أو بنسب مختلفة من الخشب المتأخر والمبكر. بالإضافة إلى ذلك ، يعتمد ذلك على محتوى الرطوبة ومسامية الخشب. كقاعدة عامة ، يكون متوسط ​​كثافة الخشب أقل من 1 جم / سم 3 (450-900 كجم / م 3) ، نظرًا لأن حجم المسام فيه مهم ، على سبيل المثال ، الصنوبر - 50-75 ، شجرة التنوب - 60-76 ، البلوط - 32-64 ، الزيزفون - 65-75 ، وحجم المادة الخشبية هو 20-50٪ فقط.

لذلك ، على سبيل المثال ، متوسط ​​كثافة خشب التنوب هو 0.37-0.58 ، الصنوبر 0.3-0.7 ، البلوط 0.51-1.04 ، البتولا 0.5-0.75 جم / سم 3. ولكن هناك صخور أخف بكثير ، على سبيل المثال ، خشب البلسا (0.1 جم / سم 3) وأثقل بكثير - خشب حديد ، باكت (1.35 جم / سم 3) ، إلخ.

يُعاد حساب متوسط ​​كثافة الخشب مع المحتوى الرطوبي الفعلي إلى المحتوى الرطوبي القياسي ، والذي يساوي 12٪:

أين ρ ا 12 - متوسط ​​كثافة عينة الخشب عند الرطوبة دبليو = 12%; ك ا - معامل الانكماش الحجمي ، والذي يوضح نسبة تغير حجم العينة عندما يتغير محتواها الرطوبي بنسبة 1٪. لمعظم أنواع الخشب ك ا = 0.5 (للبتولا ، الزان ، الصنوبر ، شعاع البوق ك ا = 0.6). يتم تحديده بواسطة الصيغة: ك ا = الخامس ا /(دبليو 1 - دبليو 2 ), أين الخامس ا- الانكماش الحجمي دبليو 1 و دبليو 2 - المحتوى الرطوبي للخشب ، على التوالي ، الأولي والنهائي.

الخشب موصل ضعيف للحرارة بسبب مساميته (تمتلئ المسام بالهواء). الموصلية الحرارية على طول الألياف أكبر بكثير منها عبر. لذلك ، على سبيل المثال ، في الصنوبر على طول الألياف ، الموصلية الحرارية 0.35 واط / (م ∙ كلفن) ، وعبر الألياف - 0.17 واط / (م ∙ ك). كما أنه أعلى في الاتجاه الشعاعي منه في الاتجاه العرضي.

التمدد الحراري للخشب صغير ، وهو أعلى بمقدار 12-15 مرة عبر الألياف منه بطول (يتجاوز التمدد الحراري للمعادن).

السعة الحرارية للخشب الجاف تمامًا من الأنواع المختلفة هي نفسها تقريبًا: 1.26-1.42 J / (g K) ؛ مع زيادة الرطوبة ، تزداد السعة الحرارية للخشب. تختلف حرارة احتراق الأخشاب الجافة تمامًا من الأنواع المختلفة قليلاً نسبيًا وتتراوح بين 20160-21200 كيلو جول / كجم. من الواضح أنه مع الرطوبة ، يتم تقليل حرارة احتراق الخشب بشكل كبير.

يعتمد معامل درجة حرارة تمدد الخشب على الأنواع واتجاه الألياف: على طول الألياف يكون 0.000002-0.00001 ، عبر الألياف - 0.00003-0.00006.

الموصلية الكهربائية للخشب الجاف منخفضة للغاية ، خاصة في الاتجاه العرضي للألياف ، لذلك فهو عازل جيد. لكن مع الرطوبة ، تزداد الموصلية الكهربائية ، والتي تعمل كأساس لقياس الرطوبة وفقًا لهذا الفيزيائي

منشأه.

يتمتع الخشب الجاف تمامًا بمقاومة محددة تبلغ 10 13-10 15 أوم م ، ويشار إليه بالعوازل القطبية. مع زيادة الرطوبة ، تقل مقاومة الخشب ، وعندما تكون الرطوبة أعلى من حد تشبع جدار الخلية (30٪) ، قد يكون للخشب موصلية أيونية. تؤخذ هذه الخاصية في الاعتبار ، حيث يتم استخدام التسخين العازل في إنتاج الخرسانة الخشبية والألواح الخشبية والألواح الليفية وتعديل الخشب.

الخشب ، باعتباره مادة بناء مهمة ، يتمتع بقوة عالية تحت تأثير ضغوط الشد والضغط ، والتي تعتمد بشكل مباشر على محتوى الخشب المتأخر ، والمسامية والرطوبة ، واتجاه القوى الميكانيكية فيما يتعلق بموقع الألياف ، في الذي هو واضح بشكل خاص تباين الخواص. تباين الخواص هو نتيجة التطور البطيء (الترتيب) للبنية الدقيقة والكليّة "في ظل ظروف نمو الأشجار والمقاومة القصوى للجذع للأحمال الميكانيكية ، مع إطلاق ألياف التعزيز (المقواة) في أنسجته. هذه الألياف يتم توجيهها على طول اتجاهات عمل الضغوط الرئيسية. وفي الوقت نفسه ، يتم دمجها مع ألياف أكثر مرونة من الخشب القديم. يمكن القول أن التركيب التشريحي (البنية الكلية) ، والأنسجة الميكانيكية بشكل أساسي ، لها تأثير كبير على تباين الخواص من الخشب. على طول الألياف ، ومعامل المرونة أكبر بنحو 40 مرة عبر الألياف. يرجع الاختلاف في "خصائص المرونة في اتجاهات مختلفة إلى تأثير أشعة اللب ، خاصة في الأخشاب الصلبة. يتجلى أكثر ، كلما زادت نسبة أشعة اللب كأشعة غريبة من الصلابة في الهيكل التشريحيخشب.

تحدد البنية الدقيقة والكلية الموجهة للخشب تباين الخواص ليس فقط تحت تأثير ميكانيكي ، ولكن أيضًا تحت تأثيرات فيزيائية أخرى. على سبيل المثال ، يكون معامل التمدد الحراري أصغر على طول الألياف وأكبر عبر الألياف (في الاتجاه العرضي). يكون التباين المتضخم للخشب أكثر وضوحًا في الأنواع الصنوبرية ، ونسبة ضغط الانتفاخ الشعاعي إلى الضغط العرضي ، وفقًا لـ Ya. Rachkovsky ، هي 0.6 للأنواع الصنوبرية ، ومن 0.8 إلى 1 للخشب الصلب .1-0.15٪) ، والماسي - الأكبر. لوحظت ظواهر متباينة الخواص ، وفقًا لـ G.G. Mudrova ، فيما يتعلق بالانكماش والتوصيل الحراري والتوصيل الكهربائي وخصائص أخرى للخشب (الشكل 7.12).

أرز. 7.12. تورم خشب الصنوبر: 1 - على طول الألياف. 2 - في الاتجاه الشعاعي ؛ 3 - في الاتجاه العرضي ؛ 4 - الحجمي (TNV - نقطة تشبع الألياف)

مقاومة الشد للخشب (مع الرطوبة دبليو في وقت الاختبار) تحت ضغط على طول الألياف (ص szh دبليو ) محددة على عينات قياسية (مناشير مستطيلة بمقطع عرضي 20x20 مم وطول 30 مم) وتحسب بالصيغة

(7.3)

حيث P max - أقصى حمل للكسر ، N ؛ أو ب - أبعاد المقطع العرضيم.

تكون مقاومة الانضغاط عبر الألياف أقل بكثير (10-30٪) من مقاومة الانضغاط على طول الألياف.

أعظمها هي قوة الشد على طول الألياف ؛ وهي أعلى بمقدار 2-3 مرات من ضغطها على طول الألياف. قوة الانحناء الثابتة ص izg خشب (مع رطوبة ون لحظة الاختبار) على عينات شعاع بأبعاد 20x20 مم وطول 300 مم تحت تأثير قوتين متماثلتين ويتم حسابهما بواسطة الصيغة

(7.4)

حيث P max - كسر القوة ، N ؛ ل - المسافة بين الدعامات (امتداد شعاع العينة) ، م ؛ ب و ح - عرض وارتفاع الشعاع ، م.

تكون مقاومة الخشب عند القص على طول الألياف منخفضة وتبلغ حوالي 12-25٪ من مقاومة الضغط على طول الألياف.

تقل قوة الخشب بشكل ملحوظ مع زيادة الرطوبة. يجب تقليله إلى قوة عند محتوى رطوبة قياسي بنسبة 12٪ باستخدام الصيغة

حيث RW - مقاومة الشد في الرطوبة دبليو,%; دبليو - رطوبة الخشب المختبَر ،٪ ؛ α - عامل تصحيح الرطوبة ، والذي يوضح مدى تغير قوة الخشب مع تغير في الرطوبة بنسبة 1٪ (ضمن نطاق الرطوبة من 0 إلى 30٪).

بالنسبة للصنوبر ، يكون المعامل a أثناء الضغط والانحناء 0.04 ، أي أن المادة تفقد 4٪ من قوتها مع زيادة الرطوبة بنسبة 1٪ فقط.

يتم التعبير عن العلاقة بين قوة وكثافة الخشب وقوته ونسبة الخشب المتأخر في الصيغ التجريبية المقابلة:

للصنوبر (7.6)

لبلوط (7.7)

حيث R szh15 - مقاومة الانضغاط ، كجم / سم 2 ، عند محتوى رطوبة بنسبة 15٪ (بعد الحساب ، تم تحويله إلى محتوى رطوبة معياري بنسبة 12٪) ؛ ρ 15 - متوسط ​​كثافة الخشب عند محتوى رطوبة بنسبة 15٪ ، ز / سم 3 ؛ م - نسبة الخشب المتأخر.

تتميز صلابة الخشب ، وقدرته على التشوه تحت الحمل ، بمعامل المرونة: ه =ص/ε, أين ص - مقاومة الشد للخشب ، ε - تشوه نسبي. معاملات المرونة في الانضغاط والتوتر على طول الألياف هي نفسها وبالنسبة للصنوبر هي 12300 ميجا باسكال.

تعتبر قابلية التشوه في الاتجاه على طول حبيبات الخشب منخفضة نسبيًا. صلابته صغيرة أيضًا. يتم تحديد الصلابة الساكنة من خلال الحمل المطلوب للضغط على نصف كرة معدنية بنصف قطر 5.64 مم في عينة الخشب إلى عمق نصف قطر. ثم مساحة البصمة 1 سم 2. صلابة الصنوبر ، الراتينجية ، الزيزفون ، خشب الآلدر هي 30-50 ميجا باسكال ، والخشب الصلب - البلوط ، البتولا ، الرماد ، الصنوبر ، إلخ. - 50-100 ميجا باسكال. من الخصائص التكنولوجية المهمة للخشب القدرة على تثبيت المسامير والبراغي (خاصة الصنوبر والتنوب والألدر). الأخشاب الصلبة (مثل البلوط) تحمل مسامير وبراغي أقوى 16 مرة من الأخشاب اللينة. في بعض الأنواع ، عند دق الظفر ، تتشكل الشقوق (الزان ، البلوط ، الصنوبر).

الأساسية الخصائص الفيزيائية والميكانيكيةويرد في الجدول الخشب الصنوبري والنفضي المستخدم في البناء. 7.1

الجدول 7.1. الخصائص الفيزيائية والميكانيكية الرئيسية لبعض أنواع الخشب (متوسط ​​القيمة عند محتوى رطوبة بنسبة 12٪)

على عكس بعض مواد البناء الأخرى ، لا يتم تحديد درجة أنواع الخشب من خلال قوة العينات المختبرة ، ولكن على أساس الفحص الشامل لها وتقييم عيوب الخشب الموجودة ، والتي غالبًا ما تقلل بشكل كبير من القوة الفعلية للألواح ، الحزم ، جذوع الأشجار ومنتجات الغابات الأخرى. لذلك ، يُنصح بمراعاة بعض عيوب الخشب الأكثر شيوعًا.