Care copaci au frunze ovale. Structura lemnului de esență tare

Înainte de a începe să faceți orice copac, trebuie să decideți ce fel de trunchi și coroană va avea. Există mai multe tipuri de copaci care pot fi recreați cu mărgele.

tipuri de trunchi de copac

Shakkan

Acest stil implică un copac înclinat. Cu acest stil, puteți face orice copac care se îndoaie sub influența unui vânt puternic.

Trunchiul copacului poate fi făcut drept, sau îl puteți face ușor curbat.

Bujungi

Acest tip de trunchi este perfect pentru a crea trunchiuri de copaci, atât cu frunze late, cât și conifere. Trunchiul în acest stil va fi curbat, cu linii netede. Coroana unor astfel de copaci va fi situată numai în partea superioară a copacului, nu există ramuri inferioare.

Ikadabuka

Acest stil implică execuția copacilor căzuți.

Ishi-zuki

Arțarul, pinul, gutuiul arată frumos în acest stil. Copacii în acest stil transmit sentimentul că au crescut în pietre.

Sokan

Acest stil este grozav pentru toate tipurile de copaci. Implică două tipuri de trunchiuri care cresc din rădăcini. Unul dintre ele va fi mai gros, mai puternic decât celălalt.

Kaaba-dachi

Acest stil are, de asemenea, două trunchiuri per copac. Doar aici este dublarea lor.

Kengai

În acest stil, cel mai bine este să faceți pini, pyracanthas, ienupări. Acesta nu este doar un copac, ci o plantă care crește pe o pantă foarte abruptă. Se îndoaie nu numai sub propria greutate, ci și din cauza pietrelor care ar putea cădea pe ea la cădere de pe stâncă.

hoki-dachi

Stil de realizare a copacilor cu ramuri subțiri (ulm, carpen, zelkova).

Ca la conifere, miezul lemn de esenta tare format din celule parenchimatoase destul de mari, printre care uneori se găsesc celule mici cu pereți groși situate singure sau în grupuri mici și umplute cu conținut brun; în mesteacăn, stejar și frasin, celulele de bază pot rămâne în viață până la vârsta de 20 de ani.

Lemnul de esență tare este construit mai complex și constă dintr-un număr mai mare de elemente diferite, iar în secțiune transversală dispunerea lor radială se găsește doar în razele miezului. Dezvoltarea puternică a elementelor individuale, în special a vaselor, înlocuiește celulele învecinate, drept urmare lemnul de esență tare nu are structura corectă, care este caracteristică lemnului de conifere. Structura lemnului de esență tare include elemente conductoare - vase și traheide, elemente mecanice - fibre libriforme și elemente de depozitare - celule parenchimatoase. Între aceste tipuri principale de elemente există forme tranzitorii (intermediare); acest lucru complică și mai mult structura lemnului de esență tare. Pe fig. 20 și 21 prezintă diagrame ale structurii microscopice a lemnului de stejar (specii vasculare inelare) și a mesteacănului (specii vasculare împrăștiate).

Vasele - elemente tipice purtătoare de apă numai din lemn de esență tare - sunt tuburi lungi cu pereți subțiri formate dintr-un șir vertical lung de celule scurte, numite segmente de vase, prin dizolvarea pereților despărțitori dintre ele. Dacă în același timp se formează o gaură mare rotunjită în sept, o astfel de perforație se numește simplă. Dacă, după dizolvare, în sept rămân un număr de dungi, între care sunt situate găuri sub formă de fante, atunci o astfel de perforație se numește perforație scară (Fig. 22). La multe specii există un singur tip de perforare în vase, de exemplu: stejarul are doar cele simple, iar mesteacănul are doar perforații pentru scări. Unele rase au ambele, dar în acest caz predomină orice tip de perforație.

Orez. 20. Schema structurii microscopice a lemnului de stejar: 1 - strat anual; 2 - vase; 3 - vas mare al zonei timpurii; 4 - vas îngust al zonei târzii; 5 fascicul lat; 6 - fascicul cu miez îngust; 7 - libriform.

După conectarea celulelor care formează vasul, protoplasma și nucleul mor și vasele se transformă în tuburi capilare moarte umplute cu apă. În vasele mari, diametrul segmentelor este mare, în timp ce lungimea lor este adesea mai mică decât diametrul; despărțitorii dintre segmente sunt perpendiculare pe lungimea vasului, perforațiile sunt simple. La vasele mici, diametrul segmentelor este mic, iar lungimea lor este de câteva ori mai mare decât dimensiunile transversale; septurile dintre segmente sunt puternic înclinate și, la multe rase, sunt echipate cu perforații de scară.

Orez. 21. Schema structurii microscopice a lemnului de mesteacan: 1 - strat anual; 2- vase; 3- raze nuclee; 4 - libriform.

Astfel, forma segmentelor vaselor poate fi diferită - de la fusiform în vasele mici până la cilindric sau în formă de butoi în vasele mari; lungimea lor la lemnul timpuriu al speciilor de foioase inelare (vase mari) este de la 0,23 la 0,39 mm, iar la lemnul tardiv (vase mici) de la 0,27 la 0,58 mm. Pereții laterali ai vaselor de sânge diferite rase se remarcă printr-o varietate de îngroșări, care apar mai ales prin depunerea de straturi secundare pe învelișul primar, care în locurile neîngroșate rămâne celuloză și servește la trecerea apei în elementele învecinate; locurile îngroșate devin de obicei lemnoase, deoarece sunt menite să ofere rezistență peretelui unui vas supus presiunii din partea elementelor învecinate.

Orez. Fig. 22. Detalii ale structurii vasului: a - segment de vas cu perforaţie scalariformă; b - două segmente de vas cu perforare simplă; c - vas spiralat; d - tipuri de pori mărginiți pe pereții vaselor; e - vas cu till; 1 - pori rotunjiți (mesteacăn); 2- pori în formă de diamant (arțar); 3- pori multifațetați (ulm); 4 - peretele vasului; 5 - casă.

Îngroșarea pereților vaselor este împărțită în inelară, spirală și plasă (vezi Fig. 22). Cele mai puțin îngroșate sunt vasele inelare. Îngroșările lor sunt sub formă de inele situate la o distanță notabilă unul de celălalt; astfel de vase se găsesc numai în lemn primar. Peretele vaselor cu îngroșări spiralate este mai puternic întărit. În vasele cu plasă, peretele este îngroșat aproape în întregime astfel încât să rămână doar pori, vizibili ca puncte frecvente pe suprafața laterală a vasului. În lemnul majorității speciilor de foioase se găsesc vase cu plasă, iar la unele specii, de exemplu, tei, arțar, vase spiralate.

Există pori mărginiți în punctele de contact ale pereților cu vasul învecinat forme diferite, care diferă de porii mărginiți ai coniferelor prin dimensiunea lor mai mică și absența unui tor. În locurile în care peretele se învecinează cu celulele parenchimatoase, vasele au pori semi-mărginiți (mărginiți doar din partea laterală a vasului). În locurile de contact cu celulele razei medulare, există zone dreptunghiulare pe pereții vasului, pe care sunt amplasați îndeaproape pori ovali sau rotunjiți cu o margine foarte îngustă. În locurile de contact cu fibrele libriformului, pereții vaselor nu au pori.

Studiile lemnului de frasin au arătat că vasele din trunchi, deviând de la verticală în direcții tangențiale și parțial radiale, comunică cu vasele învecinate prin numeroși pori mărginiți și plăci de perforare. Datorită contactelor finale și intermediare indicate, în lemn de esență tare se formează un singur sistem de alimentare cu apă ramificat spațial. La unele rase, odată cu formarea unui nucleu, vasele sunt înfundate cu till și scoase din acțiune ca elemente conductoare. Tillurile sunt excrescente, in cele mai multe cazuri, ale celulelor adiacente ale razelor medulare si, mai rar, ale parenchimului lemnos; au forma de bule cu pereții lignificati. Creșterea în interior a celulelor parenchimatoase în vas are loc prin porii de pe pereții acestuia (vezi Fig. 22).

La unele rase, tillurile se formează în mod normal după unul sau mai mulți ani de funcționare a navei; Astfel, la lăcustele albe și la fistic, vasele mari sunt parțial înfundate cu till deja la sfârșitul primului an de existență. La multe specii, vasele miezului sunt de obicei înfundate cu till (la stejar, ulm), dar în anumite cazuri se observă formare puternică de till la speciile fără miez (de exemplu, la miezul fals de fag). Rolul tillurilor într-un copac în creștere poate fi diferit: tillurile înfundă căile navigabile; umplerea vaselor miezului cu till, în special cele cu pereți groși (pentru fistic), crește duritatea lemnului; dacă celulele till sunt vii, ele joacă rolul de elemente de depozitare împreună cu parenchimul lemnos. Într-un copac doborât, prezența till-ului face foarte dificilă impregnarea lemnului; de exemplu, miezul fals de fag este aproape imposibil de impregnat. Traheidele din lemn de esență tare pot fi de două tipuri: vasculare și fibroase (Fig. 23). Traheidele vasculare sunt predominant elemente conductoare de apă, a căror lungime depășește rar 0,5 mm; în forma, dimensiunea lor și, de asemenea, în locația porilor, sunt similare cu segmentele de vase mici; pereții lor sunt adesea echipați cu îngroșări spiralate. Traheida vasculară poate fi considerată ca un element intermediar între o traheidă tipică și un segment de vas.

Traheida fibroasă, la rândul său, este un element de tranziție de la traheidă la fibra libriformă; are forma unei fibre destul de lungi cu capete ascuțite, o coajă groasă și o cavitate mică; porii de pe pereți sunt mici, mărginiți, majoritatea cu o gaură formă crestă. Traheidele fibroase se deosebesc de fibrele libriforme printr-o grosime a peretelui ceva mai mică, dar în principal prin prezența unor pori clar mărginiți, în timp ce fibrele libriforme au pori simpli. Traheidele se găsesc în lemnul nu tuturor lemnelor de esență tare; traheidele de ambele tipuri se găsesc în lemnul de stejar, unde se limitează la zona târzie a straturilor anuale; traheidele fibroase se gasesc in lemnul de par si mar.

Libriform este componenta principală a lemnului de esență tare; la unele rase, ocupă până la 76% din volumul total. Fibrele libriforme sunt celule prosenchimale fusiforme cu pereți groși lignificati (vezi Fig. 23), o cavitate mică și un număr minim de pori simpli pe pereți; din lateral, porii sunt vizibili ca fante înguste dispuse în spirală (pori ca fante oblice). În cele mai multe cazuri, capetele ascuțite ale fibrelor libriforme sunt netede, dar la unele rase sunt despicate sau au crestături (la fag, eucalipt), rezultând o legătură mai strânsă a fibrelor între ele. Lungimea fibrelor libriforme variază de la 0,3 la 2 mm, iar grosimea - de la 0,02 la 0,05 mm.

Orez. 23. Elemente din lemn de esență tare: a - traheida vasculară; b - traheida fibroasă; c - fibra libriform; g - fibra de cloisonne libriform; e - fir de parenchim lemnos; e - celula fusiformă a parenchimului lemnos; g - celulele razelor centrale.

Fibrele libriforme complet formate sunt lipsite de conținut viu, iar cavitățile lor sunt umplute cu aer. Pereții din fibre libriforme sunt puternic îngroșați în lemn hard Rock(stejar, frasin, fag, carpen etc.) si mai slab la lemn roci moi(tei, plopi, salcii). Pe fig. 24 prezintă un libriform cu grosimi diferite de perete. La unele specii, precum arțarii, există fibre cu pereți mai puțin îngroșați și conținut viu; aceste elemente pot fi considerate ca intermediare între fibrele libriformului și celulele fusiforme ale parenchimului lemnos.

De-a lungul razei trunchiului, dimensiunile fibrelor libriforme și grosimea pereților acestora cresc în direcția de la miez la cortex, ajung la un maxim, după care rămân neschimbate sau scad ușor. De-a lungul înălțimii trunchiului, lungimea fibrelor libriformului și grosimea pereților acestora scad în direcția de la cap la vârf. Densitatea și rezistența lemnului de esență tare depind de cantitatea de libriform și de dimensiunea fibrelor individuale, în principal de grosimea pereților acestora. Dimensiunile fibrelor libriforme depind de conditiile de crestere: odata cu imbunatatirea acestor conditii, lungimea fibrelor si grosimea cochiliilor acestora cresc. Subțierea determină creșterea numărului și lungimii fibrelor libriforme.

Orez. 24. Fragmente de secțiuni transversale din lemn de plop (stânga), fag (mijloc) și lemn de fier (dreapta): 1 - vase; 2- grinda miez; 3, 4 și 5 - fibre libriforme cu pereți subțiri, de grosime medie și foarte groși.

În lemnul unor specii (de exemplu, teak), se găsește așa-numitul libriform cloisonne (vezi Fig. 23). Fibrele sale, după sfârșitul creșterii în lungime și îngroșarea cochiliilor, sunt împărțite prin pereți despărțitori transversali într-un număr de secțiuni; pereții despărțitori rămân subțiri și nu devin lemnoase. Astfel, fibra libriformului cloisonne seamănă oarecum cu un fir de parenchim lemnos, de care se deosebește prin natura porilor și grosimea pereților laterali (longitudinali); în plus, cavitățile libriformului cloisonne nu au conținut. razele centrale. Celulele parenchimatoase din lemn de esență tare, precum și din lemnul de conifere, formează în primul rând raze de miez, care sunt mult mai dezvoltate în lemn de esență tare decât la conifere. Sunt formate exclusiv din celule parenchimatoase, oarecum alungite pe lungimea fasciculului, cu pereți lignificati subțiri și numeroși pori simpli, mai ales în acele locuri în care celulele fasciculului ating vasele sau traheidele.

În lățime, razele de miez ale lemnului de esență tare au de la unul (frasin) la câteva zeci (raze largi de stejar, fag) șiruri de celule, iar în înălțime - de la mai multe rânduri (cifis) la câteva zeci și chiar sute de rânduri de celule ( stejar, fag). Pe o secțiune tangențială, razele cu un singur rând sunt reprezentate de un lanț vertical de celule, iar cele cu mai multe rânduri arată ca un fus sau linte. Structura fasciculului fals lat menționată mai sus este prezentată în Fig. 25.

Orez. Fig. 25. Grinda centrală pe o secţiune radială din lemn de salcie (stânga), şi o secţiune tangenţială din lemn de carpen (dreapta): 1 - celule în picioare; 2 - celule culcate; 3 - vas; 4 - fascicul fals lat; 5,6 - grinzi înguste; 7 - libriform.

La unele specii (salcii), celulele marginale, adică rândurile superioare și inferioare de-a lungul înălțimii grinzii, sunt alungite de-a lungul grinzii și sunt numite erecte (Fig. 25); astfel de raze sunt numite raze eterogene, spre deosebire de razele omogene, în care toate celulele au formă identică. Lățimea celulelor razelor medulare în lemnul stejarului de vară este de 15 µm, iar înălțimea este de 17 µm; lungimea celulelor în raze înguste 50-55μ, în raze late 69-94μ. Celulele mediane (în înălțime) ale razelor medulare atât la speciile de foioase, cât și la cele de conifere sunt însoțite pe ambele părți de pasaje intercelulare înguste, pline de aer, care pătrund în raza pe toată lungimea ei și se învecinează cu lenticelele cortexului prin spațiile intercelulare ale parenchim cortical; prin aceste pasaje se realizează schimbul de gaze cu atmosfera din jurul arborelui. Celulele razelor medulare din lemn de esență tare pot rămâne în viață mult timp; Astfel, într-un măr, celule vii au fost găsite în apropierea miezului unui tânăr de 24 de ani, într-un fag - un bătrân de 98 de ani, și într-un carpen - chiar și un tânăr de 107 ani.

Parenchimul lemnos. Lemnurile de esență tare care își pierd frunzele pentru iarnă au nevoie de mai mulți nutrienți de rezervă decât lemnele de esență moale pentru a produce frunze la începutul următorului sezon de creștere. Ca urmare, la speciile de foioase, alături de un conținut (volum) mai mare de raze centrale, parenchimul lemnos se dezvoltă mai puternic, care este aproape absent la speciile de conifere. Celulele parenchimului lemnos sunt dispuse în rânduri verticale și prevăzute cu pori simpli; celulele terminale au o formă ascuțită, datorită căreia întregul rând dă impresia unei fibre împărțite în secțiuni prin despărțitori transversale (vezi Fig. 23). Astfel de rânduri de celule parenchimatoase sunt numite fire de parenchim lemnos. La unele specii (mesteacăn, tei, salcie) există celule de parenchim fusiform (parenchim fusiform) fără despărțitori transversale. Parenchimul fuziform diferă de traheid prin tipul de pori și absența îngroșărilor spiralate și de fibrele libriformului în grosimea pereților, tipul porilor și forma terminațiilor.

Parenchimul lemnos la foioase ocupă de la 2 până la 15% din volumul total al lemnului. La unele specii tropicale, parenchimul lemnos formează cea mai mare parte a lemnului; astfel de rase dau lemn deosebit de ușor (de exemplu, balsa). Distribuția parenchimului lemnos în stratul anual depinde de specie și are o mare valoare diagnostică. Există următoarele tipuri principale de distribuție a parenchimului lemnos: parenchim împrăștiat (difuz), când celulele sale sunt distribuite mai mult sau mai puțin uniform pe stratul anual (mesteacăn, fag etc.); parenchim de margine (terminal), când stratul anual se termină cu unul sau mai multe rânduri de parenchim lemnos (salcie, artar etc.); parenchim tangenţial (metatraheal), când celulele sale formează rânduri tangenţiale în zona târzie a straturilor anuale (stejar, nuc etc.); parenchim perivascular (vasicentric), când celulele sale sunt grupate în apropierea vaselor. Conținutul aproximativ al diferitelor elemente din lemn de esență tare poate fi ilustrat prin datele din tabel. 6.

7.4. Indicatori calitativi materiale lemnoase

Lemnul de conifere și lemn de esență tare are un set de proprietăți, al căror nivel de indicatori este determinat de tipul speciei de arbori, structura anatomică și compoziția lemnului, gradul de optimizare a structurii generale a materialului lemnos care s-a dezvoltat în timpul creșterea arborelui în condiții reale. Spațiul capilar din lemn și pătrunderea apei în capilare au un efect deosebit de semnificativ asupra nivelului indicatorilor de proprietate. Unele dintre ele (de ordinul întâi) sunt relativ mari, deși se schimbă odată cu vârsta arborelui - spațiul intercelular, cavitățile celulare, porii din pereții celulelor. Altele de diametru mult mai mic (de ordinul doi) alcătuiesc spațiul interfibrilar și spațiul din interiorul microfibrilelor. Ambele însă, deși cu o perioadă diferită de acțiune a apei pătrunse, favorizează umflarea fibrelor lemnoase în grosime cu 20-30%, în lungime - cu 1-3% datorită structurii spiralate a fibrei.

Lemnul conține întotdeauna puțină umiditate. De obicei, distingeți: conținutul de umiditate al lemnului proaspăt tăiat - de la 35 la 60%, uneori până la 100% sau mai mult din masa lemnului absolut uscat; conținutul de umiditate al lemnului uscat la aer - de obicei 15-20%, care depinde în principal de umiditatea relativă a aerului din jur; conținutul de umiditate al lemnului umed, care poate fi destul de mare. De exemplu, după o ședere lungă în apă, umiditatea poate conține până la 150% sau mai mult din masa lemnului absolut uscat. Lemnul absolut uscat este considerat condiționat a fi lemn uscat la greutate constantă la o temperatură de 105 ° C, deși conține întotdeauna o cantitate mică de umiditate.

Umiditatea este distribuită neuniform în lemn: este mai mult în partea de fund a trunchiului, în alburn, mai puțin în miez, deși uneori duramenul lemnului de esență tare poate fi mai umed decât alburnul.

Umiditatea poate fi liberă, umplând cavitățile interne ale celulelor, adică spațiul capilar de ordinul întâi, și higroscopică, situată în cele mai subțiri spații capilare de ordinul doi, cu o posibilă trecere la o stare legată de coloid sub influența interacțiunea sa cu substanța arborelui. Când lemnul se află într-un mediu de aer saturat cu vapori de apă pentru o perioadă lungă de timp, adică la o umiditate relativă a aerului egală cu 100%, atunci pereții celulei sunt complet saturati cu umiditate higroscopică. Această limită se numește punctul de saturație al fibrei sau limită de umiditate higroscopică. Pentru lemn diverse rase valoarea limitei de higroscopicitate variază de la 23 la 35% din masa lemnului uscat. În medie, este luată egală cu 30%. Până în acest moment, încă nu există umiditate liberă în fibre, dar umflarea atinge maximul, iar umflarea liniară nu este mai mare de 6-13%. La umflare se observă contracție (compresie): volum

a lemnului umflat este mai mică decât suma volumelor de lemn înainte de umflare și a apei absorbite. Fenomenul de contracție este asociat cu comprimarea apei, în special a primelor sale porțiuni (până la aproximativ 6%), când apa are o densitate crescută (până la 2,6 g/cm3), iar volumul de apă absorbit este redus cu aproximativ 25%. Pe lângă contracție, în procesul de absorbție a apei, apare și presiunea de umflare (până la 100-400 MPa) și se eliberează căldură de umflare (umezire). Cu cât partea mai cristalină din celuloză și mai puțin amorfă, cu atât fibrele se umflă mai puțin și cu atât mai puțină căldură de umezire (umflare), precum și comprimarea apei.

Opusul umflăturii se numește contracție. Se exprimă prin scăderea dimensiunilor liniare și volumetrice ale lemnului atunci când umiditatea higroscopică este îndepărtată.

Datorită structurii fibroase, lemnul are contracție diferită în direcții diferite. În direcția radială, este de 3-6%, în direcția tangențială - o dată și jumătate până la două ori mai mult decât în ​​direcția radială și este de 6-12%. Contracția de-a lungul fibrelor nu este determinată din cauza valorii sale nesemnificative. Contracția volumetrică Y aproximativ este calculată ca procent fără a lua în considerare contracția longitudinală conform formulei aproximative

Unde darȘi b - dimensiunile eșantionului în direcția tangențială și, respectiv, radială; dar 0 Și b 0 - dimensiunile probei în aceleași direcții într-o stare complet uscată.

Volumul total de umiditate higroscopică din lemn (25-30%)

împărțit în adsorbție, orientat prin legături de hidrogen în cele mai subțiri spații capilare (4-6% din lemn absolut uscat), și absorbit prin condensare capilară (20-25% din lemn absolut uscat). Restul umidității libere se află în spațiul capilar de ordinul întâi. La uscarea lemnului, este deosebit de dificil să eliminați aceste 4-6% umiditate, deoarece este puternic legat de legături de hidrogen.

Pe lângă umiditate, higroscopicitate, absorbție de umiditate, pierdere de umiditate, care caracterizează raportul dintre lemn și mediul acvatic, există o serie de proprietăți fizice, care determină calitatea materialului lemnos. Pentru utilizarea lemnului în scopuri de construcție, cele mai semnificative dintre ele sunt: densitatea adevărată substanță lemnoasă, care este aproximativ aceeași pentru diferite specii și este de 1,53-1,55 g / cm 3; densitate medie variază într-o gamă largă pentru specii diferite, pentru aceeași specie de vârste diferite sau cu proporții diferite de lemn târziu și timpuriu. În plus, depinde de conținutul de umiditate și de porozitatea lemnului. De regulă, densitatea medie a lemnului este mai mică de 1 g / cm 3 (450-900 kg / m 3), deoarece volumul porilor din acesta este semnificativ, de exemplu, pin - 50-75, molid - 60-76 , stejar - 32-64, tei - 65-75, iar volumul materiei lemnoase este de numai 20-50%.

Deci, de exemplu, densitatea medie a lemnului de molid este de 0,37-0,58, pin 0,3-0,7, stejar 0,51-1,04, mesteacăn 0,5-0,75 g/cm 3 . Dar există roci care sunt mult mai ușoare, de exemplu, lemn de balsa (0,1 g / cm 3) și mult mai grele - lemn de fier, backout (1,35 g / cm 3), etc.

Densitatea medie a lemnului cu conținut real de umiditate este recalculată la conținutul standard de umiditate, luat egal cu 12%:

Unde ρ o 12 - densitatea medie a unei probe de lemn la umiditate W = 12%; k o - coeficientul de contracție volumetrică, care arată câte procente se modifică volumul probei atunci când conținutul de umiditate al acesteia se modifică cu 1%. Pentru majoritatea tipurilor de lemn k o = 0,5 (pentru mesteacăn, fag, zada, carpen k o = 0,6). Este determinat de formula: k o = V o /(W 1 - W 2 ), Unde V o- contractia volumetrica; W 1 Și W 2 - conţinutul de umiditate al lemnului, respectiv iniţial şi final.

Lemnul este un slab conductor de căldură, datorită porozității sale (porii sunt umpluți cu aer). Conductivitatea termică de-a lungul fibrelor este mult mai mare decât în ​​partea transversală. Deci, de exemplu, în pinul de-a lungul fibrelor, conductivitatea termică este de 0,35 W / (m∙K), iar peste fibre - 0,17 W / (m∙K). De asemenea, este mai mare în direcția radială decât în ​​direcția tangențială.

Dilatarea termică a lemnului este mică și este de 12-15 ori mai mare între fibre decât de-a lungul (depășind expansiunea termică a metalelor).

Capacitatea termică a lemnului absolut uscat de diferite specii este aproximativ aceeași: 1,26-1,42 J / (g ∙ K); Pe măsură ce umiditatea crește, capacitatea de căldură a lemnului crește. Căldura de ardere a lemnului absolut uscat de diferite specii diferă relativ puțin și se ridică la 20160-21200 kJ/kg. Este clar că odată cu umiditatea, căldura de ardere a lemnului este mult redusă.

Coeficientul de temperatură de dilatare al lemnului depinde de specie și de direcția fibrelor: de-a lungul fibrelor este 0,000002-0,00001, peste fibre - 0,00003-0,00006.

Conductivitatea electrică a lemnului uscat este foarte scăzută, mai ales în direcția transversală a fibrelor, deci este un bun izolator. Dar odată cu umiditatea, conductivitatea electrică crește, ceea ce servește ca bază pentru măsurarea umidității în funcție de acest fizic.

proprietate.

Lemnul absolut uscat are o rezistivitate de 10 13 -10 15 Ohm-m, se numește dielectrici polari. Pe măsură ce umiditatea crește, rezistivitatea lemnului scade, iar când conținutul de umiditate este peste limita de saturație a peretelui celular (30%), lemnul poate prezenta conductivitate ionică. Această proprietate este luată în considerare, deoarece încălzirea dielectrică este utilizată la producerea betonului din lemn, PAL și plăci fibroase, la modificarea lemnului.

Lemnul, fiind un material de construcție important, are rezistență ridicată sub acțiunea tensiunilor de compresiune și tracțiune, care este direct dependentă de conținutul de lemn târziu, de porozitate și umiditate, de direcția forțelor mecanice în raport cu amplasarea fibrelor, în care anizotropia sa este deosebit de pronunţată. Anizotropia este o consecință a optimizării (ordonării) cu dezvoltare lentă a micro- și macrostructurii „în condițiile creșterii arborilor și a rezistenței maxime a trunchiului la sarcini mecanice, cu eliberarea de fibre de armare (întărire) în țesuturile sale. Aceste fibre. sunt orientate pe direcțiile de acțiune ale principalelor tensiuni, în același timp, sunt combinate cu fibre mai flexibile din lemn timpuriu.Se poate susține că structura anatomică (macrostructura), în primul rând țesuturile mecanice, are un efect semnificativ asupra anizotropiei. de lemn.de-a lungul fibrelor, iar modulul de elasticitate este de aproape 40 de ori mai mare în cadrul fibrelor.Diferența de „proprietăți elastice în diferite direcții se datorează influenței razelor de miez, în special la lemnele de esență tare. Se manifestă cu cât mai mult, cu atât este mai mare proporția razelor de bază ca raze deosebite de rigiditate în structura anatomica lemn.

Micro- și macrostructura orientată a lemnului determină anizotropia acestuia nu numai sub influențe mecanice, ci și sub alte influențe fizice. De exemplu, coeficientul de dilatare termică este mai mic de-a lungul fibrelor și mai mare de-a lungul fibrelor (în direcția tangențială). Anizotropia de umflare a lemnului este mai pronunțată la speciile de conifere, iar raportul dintre presiunea radială de umflare și cea tangențială, conform lui Ya. Rachkovsky, este de 0,6 pentru speciile de conifere și de la 0,8 la 1 pentru lemn de esență tare. 1-0,15%) , și tangențială - cea mai mare. Se remarcă fenomene anizotrope asemănătoare, potrivit lui G.G. Mudrova, în raport cu contracția, conductibilitatea termică, conductibilitatea electrică și alte proprietăți ale lemnului (Fig. 7.12).

Orez. 7.12. Umflarea lemnului de pin: 1 - de-a lungul fibrelor; 2 - in directie radiala; 3 - in directia tangentiala; 4 - volumetric (TNV - punctul de saturație al fibrei)

Rezistența la tracțiune a lemnului (cu umiditate W la momentul testării) sub compresie de-a lungul fibrelor (R szh W ) determinată pe probe standard (prisme dreptunghiulare cu secțiunea transversală de 20x20 mm și lungimea de 30 mm) și calculată prin formula

(7.3)

unde P max - sarcina maximă de rupere, N; AȘi b - dimensiuni secțiune transversală, m.

Rezistența la compresiune între fibre este mult mai mică (10-30%) decât rezistența la compresiune de-a lungul fibrelor.

Cea mai mare este rezistența la tracțiune de-a lungul fibrelor; este de 2-3 ori mai mare decât atunci când este comprimat de-a lungul fibrelor. Rezistența statică la încovoiere R izg lemn (cu umiditate wn momentul de încercare) se determină pe epruvete de grindă cu dimensiunile de 20x20 mm și lungimea de 300 mm sub influența a două forțe situate simetric și se calculează prin formula

(7.4)

unde P max - forța de rupere, N; l - distanta dintre suporti (portul probei-grinda), m; b Și h - latimea si inaltimea grinzii, m.

Rezistența lemnului la forfecare de-a lungul fibrelor este scăzută și este de aproximativ 12 - 25% din rezistența la compresiune de-a lungul fibrelor.

Rezistența lemnului scade semnificativ odată cu creșterea umidității. Trebuie redus la rezistență la un conținut standard de umiditate de 12% folosind formula

unde RW - rezistenta la tractiune la umiditate W,%; W - umiditatea lemnului testat,%; α - factor de corecție pentru umiditate, care arată cât de mult se modifică rezistența lemnului cu o modificare a umidității cu 1% (în intervalul de umiditate de la 0 la 30%).

Pentru pin, coeficientul a în timpul compresiei și îndoirii este de 0,04, adică materialul își pierde 4% din rezistență cu o creștere a umidității cu doar 1%.

Corelația dintre rezistența și densitatea lemnului, rezistența și procentul de lemn târziu este exprimată în formulele empirice corespunzătoare:

pentru pin (7,6)

pentru stejar (7,7)

unde R szh15 - rezistența la compresiune, kg / cm 2, la un conținut de umiditate de 15% (după calcul, convertit la un conținut de umiditate standard de 12%); ρ o 15 - densitatea medie a lemnului la un conținut de umiditate de 15%, g/cm3; m - procent de lemn târzie.

Rigiditatea lemnului, capacitatea sa de a se deforma sub sarcină, se caracterizează prin modulul de elasticitate: E =R/ε, Unde R - rezistența la tracțiune a lemnului, ε - deformare relativă. Modulii de elasticitate în compresie și tensiune de-a lungul fibrelor sunt aceiași și pentru pin sunt 12300 MPa.

Deformabilitatea în direcția de-a lungul fibrei lemnului este relativ scăzută. Duritatea sa este, de asemenea, mică. Duritatea statică este determinată de sarcina necesară pentru a apăsa o jumătate de minge de metal cu o rază de 5,64 mm în proba de lemn până la adâncimea razei. Atunci aria de amprentă este de 1 cm2. Duritatea lemnului de pin, molid, tei, arin este de 30 - 50 MPa, iar lemnul mai dur - stejar, mesteacan, frasin, zada etc. - 50 - 100 MPa. O proprietate tehnologică importantă a lemnului este capacitatea de a ține cuie, șuruburi (în special pin, molid, arin). Lemnurile de esență tare (cum ar fi stejarul) țin cuiele și șuruburile de 16 ori mai puternice decât lemnele de esență moale. La unele specii, la baterea unui cui, se formează fisuri (fag, stejar, zada).

Principal proprietăți fizice și mecanice lemnul de conifere si foioase folosite in constructii sunt date in tabel. 7.1.

Tabelul 7.1. Principalele proprietăți fizice și mecanice ale unor tipuri de lemn (valoare medie la un conținut de umiditate de 12%)

Spre deosebire de alte materiale de construcție, calitatea speciilor de lemn nu este determinată de rezistența probelor testate, ci pe baza unei examinări amănunțite a acestora și a unei evaluări a defectelor existente ale lemnului, care adesea reduc semnificativ rezistența reală a plăcilor. , grinzi, bușteni și alte produse forestiere. Prin urmare, este recomandabil să luați în considerare unele dintre cele mai comune defecte ale lemnului.