Curs: Structura, proprietățile de bază și utilizarea lemnului. Scânduri din rasinoase

Astăzi, sute de milioane de conifere creează plantații uriașe în diferite părți ale lumii, iar oamenii folosesc lemnul de-a lungul întregii perioade a civilizației noastre. Placa de conifere este un material excelent pentru construcție și decorare. În acest articol vom vorbi despre lemnul moale, despre calitățile sale pozitive și negative.

Scânduri din rasinoase

Cu excepția celor scumpe lemn de rasinoase, de exemplu, din arborvitae, tisa, chiparos sau ienupăr, cinci tipuri pot fi numite cele mai populare în Rusia:

• Pin
• brad
• zada.

Cherestea de pin este cea mai cunoscută din clasa sa. Chestia este că această specie este foarte comună, ușor de recoltat. Produsele din pin au o nuanță aurie binecunoscută de mulți și un model frumos. Această nuanță este foarte apreciată de experți. Pinul este excelent în toate tipurile de prelucrare, este ecologic și durabil, ceea ce, pe lângă un preț moderat, îl face unul dintre cele mai bune materiale de construcție.

Avantajele acestui material sunt:

• preț accesibil
• putere mare
• ușurința procesării
• performante excelente de izolare termica
• textura frumoasa
• ușurința în aplicare a compozițiilor de protecție și de decor.

Molidul este o sursă puternică de bioenergie. Ca urmare a unei cantități mari de fitoncide, lemnul de molid are capacitatea de a face aerul aproape steril. Clădirile din cherestea de conifere au cele mai multe proprietăți vindecătoare, deoarece mirosul de rășină are un efect pozitiv asupra sistemului respirator și oferă, de asemenea, o senzație de confort și pace. Plăcile de molid sunt puțin mai puțin lucrabile decât plăcile de pin, ca urmare a înnodării mai mari. Principalele avantaje:

• uniformitatea texturii
• culoare alba
• rășină scăzută.

Acest tip de cherestea este utilizat în industria construcțiilor pentru fabricarea blocurilor de ferestre și uși, pardoseli, plinte, arhitrave, placari și amenajări. Ei fabrică și mobilier de uz casnic.

Cedru este un lemn excepțional în ceea ce privește combinația de proprietăți fizice. Niciun alt copac nu se poate compara cu cedrul din punct de vedere al plasticității, precum și din punct de vedere al izolației termice și fonice. Oamenii de știință au dovedit de multă vreme proprietățile medicinale ale cherestea de cedru, care, ca urmare a prezenței crescute a rășinilor, eliberează substanțe biologic active care ameliorează oboseala. Din acest motiv, băile și saunele sunt cel mai adesea construite din lemn de cedru. Acest lemn nu este afectat de gândaci. Placa de cedru are o structură poroasă, datorită căreia ține în mod ideal vopseaua și alte acoperiri decorative pentru o perioadă lungă de timp. O podea din lemn de cedru absoarbe zgomotul, rezistă la putregai și este rezistentă la insectele care mănâncă lemnul. Acest material este mai moale decât alte lemne de rășinoase și, prin urmare, necesită aplicarea obligatorie a vopselei, lacului sau alt strat de protecție.

Lemnul de zada este caracterizat de proprietăți fizice și mecanice sporite: densitatea și rezistența cherestea de zada este cu aproape o treime mai mare decât cea a pinului. În plus, plăcile de zada sunt destul de grele. Lemnul de zada este folosit dacă este nevoie de rezistență ridicată și rezistență la putrezire.

Domeniul cherestea de zada:

• structuri hidraulice
• poli de comunicare
• dormitoare
• rafturi de mine.

În industria construcțiilor de mașini, lemnul de zada înlocuiește adesea lemnul de stejar. Este solicitat și în rândul companiilor de mobilă, deoarece are o textură atractivă.

Bradul - are cea mai mică greutate din clasa sa, ca urmare a structurii unice a fibrelor sale. Densitatea scăzută se explică și prin proporția mică de rășini, ceea ce face bradul indispensabil pentru funcționarea la temperaturi ridicate, dar în același timp reduce rezistența la descompunere. Cu toate acestea, nuanța roșiatică extraordinar de frumoasă îl face popular în industria mobilei, unde bradul este o alternativă minunată la cedrul scump. Principalul dezavantaj al bradului este capacitatea sa de a absorbi umezeala.

conifere

Scândură tăiată de pin

cherestea din conifere produce o varietate de produse. După tipul de plăci de tăiat pot fi:

• miez
• central
• extrem
• croacător.

Aproape niciodată nu există mai mult de o placă de bază. Există două plăci centrale, acestea sunt decupate din partea centrală a trunchiului, tăierea între ele se efectuează de-a lungul miezului. Sunt făcute din bușteni subțiri. Cele extreme sunt situate între centrală și plăci. Buștenii groși sunt tăiați în grinzi, iar restul - în scânduri și scânduri sau șipci.

Placa de conifere poate fi tivita si nu tivita. Tivit - aceasta este o placă din care, în timpul tăierii longitudinale a unui buștean, se taie o margine acoperită cu scoarță. Rezultatul este un material neted, descoperit de scoarță. Din acest motiv, este mai popular decât netivită. Parametrii principali ai unei plăci tivite sunt lungimea, lățimea și grosimea. Dar cel mai important lucru pentru constructori este grosimea. Poate varia de la 5 la 50 mm. O bară de lemn este o placă tăiată cu o grosime de peste 50 mm.

O astfel de cherestea este utilizată activ în fiecare etapă lucrari de constructie. În centrul oricărei case se află fundația. Pentru a umple o bandă sau o fundație monolitică, aveți nevoie de cofraje de înaltă calitate, cel mai potrivit material pentru care sunt plăcile. Cofrajele din plăci tivite pot fi numite o soluție economică și rapidă pentru crearea unei fundații.

O placă netivită este utilizată pentru a crea un cadru de acoperiș și un subpardoseală.

Pe lângă industria construcțiilor, plăcile sunt utilizate în mod activ în transportul de mărfuri pentru a asigura siguranța mărfii. Scândura tivita și netivită este un material pentru crearea de cutii, rame, lăzi.

Pentru ca scândura tivita să poată servi mult timp, trebuie făcută și uscată corespunzător. Materialul rezultat va servi timp de zeci de ani fără a-și pierde forma și rezistența.

Pe lângă faptul că cheresteaua de rasinoase este foarte convenabilă și practică, este și absolut ecologică. O casă tunsă cu lemn va fi caldă, confortabilă, va avea un efect pozitiv asupra sănătății. Placa tivita pentru podea se caracterizează printr-o conductivitate termică scăzută, drept urmare reține căldura în casă.

Grosimea si latimea lemnului de rasinoase taiate in mm

Are o mare varietate de proprietăți. Acesta este ceea ce îl face atât de popular în construcții. În plus, materialul de construcție din lemn este complet natural. Există două tipuri principale de el: lemn de esență tare și lemn de esență moale.

Lemn masiv: soiuri și caracteristici

tip tare are densitate mare și rezistență. Astfel de proprietăți determină utilizarea sa în industria construcțiilor și a tâmplăriei. Această rasă include:

Fag. Are o nuanță roșie și galbenă a matricei cu goluri albe. Inelele anuale sunt vizibile pe tăietură. Lemnul are flexibilitate și rezistență ridicate, are o textură uniformă frumoasă. Parchetul și alte acoperiri de finisare sunt realizate din fag.

Instrucțiuni despre cum să alegeți o placă de parchet de bună calitate de la o varietate de producători.

Stejar. Are o culoare maronie, amestecată cu bej și o structură pronunțată din lemn (contururi, linii). Acest material este apreciat pentru rezistența culorii și protecția naturală împotriva umezelii (nu se estompează și nu se umflă). Cu o tăietură radială se observă o textură clară și frumoasă. Mobilierul de elită și alte articole de lux sunt realizate din acest material.

Mesteacăn tăiat vertical

trăsăturile caracteristice ale coniferelor

Frasin. Acest reprezentant al lemnului de esență tare are o culoare foarte deschisă și un model de textură original. Se caracterizează prin rezistență și duritate ridicate, ceea ce complică foarte mult prelucrarea. Mânerele, echipamentele sportive etc. sunt adesea realizate din cenuşă.

Arțar. Are o culoare delicată gri-roz, cu un model texturat clar și uniform. Lustruit cu ușurință și folosit pentru a simula mai mult rase scumpe. De asemenea, un astfel de material se caracterizează printr-o densitate uniformă, ceea ce simplifică foarte mult prelucrarea acestuia. Din el sunt realizate materiale de fațare, precum și parchet.

Mesteacăn. Are o culoare deschisă și o structură de lemn ușor pronunțată. Se caracterizează prin rezistență relativ scăzută, combinată cu ductilitate

Trasaturi caracteristice lemn de esenta tare stejar tăiat vertical

Pe lângă soiurile descrise mai sus, lemnele de esență tare includ: nuc, afromosia, tei, ulm etc. Toate acestea sunt utilizate în mod activ la fabricarea unei game largi de produse de tâmplărie.

Conifere: soiuri și caracteristici

Speciile de conifere (sau moi) includ:

Pin. Are o schemă de culori destul de diversă: de la maro bogat până la aproape alb, cu dungi roșiatice. Caracterizat prin flexibilitate și rezistență ridicate. Este ușor de prelucrat, ceea ce duce la utilizarea sa în sculptură. Este folosit la fabricarea ferestrelor, ușilor, pardoselii etc.

molid. O astfel de specie de conifere are o culoare destul de variabilă, care depinde de condițiile de germinare. Se caracterizează printr-o textură neclară și un număr semnificativ de noduri, ceea ce face dificilă prelucrarea molidului. Este utilizat la fabricarea pieselor de mobilier care nu sunt supuse la sarcini mari în timpul funcționării.

Roci dure taierea lemnului optiuni de lemn

tisa. Are o culoare roșie-brun cu vene deschise. Se caracterizează prin rezistență foarte mare și ramificație crescută pe trunchi. Un astfel de copac este foarte rezistent la încărcături și umiditate ridicată. Tisa este foarte populară în sculptură.

Cedru. Are o nuanță deschisă cu vene, a cărei culoare depinde de loc și de condițiile de creștere. Acest reprezentant al copacilor de conifere este foarte rezistent la descompunere, dar are un miros specific pronunțat. Produsele realizate din acest material nu sunt capabile să reziste la sarcini mari, așa că este folosit pentru elemente decorative.

zada. Are o nuanță maro închis, uneori cu o tentă maro. Are una dintre cele mai mari rate de rezistență și rezistență la umiditate dintre conifere. Un astfel de material este prelucrat foarte bine și este folosit pentru ferestre, scări și alte elemente care suferă sarcini mari în timpul funcționării. Un astfel de lemn este ideal pentru construirea unei băi, deoarece conține antiseptice speciale care previn degradarea.

Astfel, toate tipurile de lemn enumerate pot fi folosite în diferite domenii de producție. Atunci când alegeți tipul de specie de copac, merită să luați în considerare scopul produsului final și încărcările pe care le va suferi în timpul funcționării ulterioare.

Introducere

1 Caracteristicile generale ale lemnului

1.1 Structura arborelui

1.3 Structura microscopică a lemnului

2 Proprietăți de bază ale lemnului

2.1 Proprietățile chimice ale lemnului

2.2 Proprietăţile fizice ale lemnului

2.3 Proprietăţile mecanice ale lemnului

3 Materiale derivate din lemn

3.1 Lemn rotund

3.2 Cheresteaua (produse tăiate)

3.3 Lemn rindeluit, decojit, despicat, tocat

3.4 Compozite din lemn și lemn modificat

Lista surselor utilizate

INTRODUCERE

Zone uriașe ale planetei noastre sunt acoperite cu păduri, ele ocupă aproximativ o treime din pământ. Produsul principal al pădurii este cheresteaua. După tipul de vegetație forestieră, se disting pădurile de conifere cu un climat temperat cald, pădurile tropicale ecuatoriale, pădurile tropicale umede de foioase și pădurile din regiunile uscate.

Lemnul a fost folosit de foarte multă vreme pentru construcția de locuințe, fabricarea articolelor de uz casnic, pentru vehicule și diverse produse. De-a lungul timpului, împreună cu lemnul, metalul, cimentul, gresia, sticla și materialele plastice au început să fie folosite în construcții.

În ciuda acestui fapt, volumul de prelucrare a lemnului este în continuă creștere, producția și prelucrarea cheresteașului este în creștere. Consumul de produse tăiate va crește în construcția de locuințe, pentru nevoi industriale și casnice, în construcția de structuri de complexitate variată si dimensiuni, in lucrari de reparatii si intretinere, in productia de mobilier, containere si ambalaje.

Utilizarea diversă a lemnului se explică prin combinația rară a multor proprietăți valoroase din acesta. Lemnul este un material durabil și, în același timp, ușor, cu proprietăți bune de izolare termică, capacitatea de a absorbi munca în condiții de șoc fără distrugere și amortizarea vibrațiilor. Este ușor de prelucrat cu unelte de tăiere, lipit, ține metal și alte elemente de fixare. Lemnul este folosit după prelucrare sub formă de cherestea, celuloză, placaj, hârtie, carton, carton și plăci aglomerate. Lemnul este un material structural excelent și este folosit în inginerie mecanică. Lemnul este folosit pentru a face traverse, mobilier și chibrituri, instrumente muzicale, containere și echipamente sportive. Este materia prima pentru obtinerea prin prelucrare chimica a fibrelor snur pentru industria anvelopelor, fibrei de vascoza, drojdiilor furajere, medicamentelor etc.

Cu toate acestea, lemnul are și o serie de dezavantaje: variabilitatea proprietăților în direcția de-a lungul axei trunchiului și transversal; are higroscopicitate, ceea ce duce la o creștere a masei sale și o scădere a rezistenței, iar la uscare, lemnul scade în dimensiune (se produce contracție); se crapă și se deformează; afectat de ciuperci, ceea ce duce la descompunere; lemnul poate arde. Aceste neajunsuri sunt în mare parte eliminate prin prelucrarea chimică și chimico-mecanică a lemnului în materiale de tablă și carton - hârtie, carton, PAL și plăci fibroase, placaj etc.

A îmbunătăți aspect iar pentru a proteja produsele de influențele mediului se folosesc toate tipurile de tratamente de suprafață. Aceste tipuri de prelucrare includ sculptura și arderea, încrustația, aurirea, lipirea cu filme de finisare, acoperirea cu vopsele și lacuri etc.

Dezvoltarea tehnicilor de finisare a lemnului are o istorie lungă. Lemnul a fost unul dintre primele materiale pe care oamenii au început să le folosească pentru fabricarea uneltelor de vânătoare și de muncă. Dorința de a decora și proteja aceste unelte de distrugere ar fi trebuit să își aibă originea în omenire în primele etape ale dezvoltării culturii.

Cu toate acestea, tehnica de finisare a lemnului până în secolul al XX-lea s-a dezvoltat foarte lent, iar materialele de finisare (formatoare de pelicule, pigmenți, coloranți) erau aproape exclusiv de origine naturală.

Tehnica de aplicare și prelucrare a vopselei și lacurilor a rămas manuală mult mai mult timp decât, de exemplu, tăierea lemnului. Abia de la începutul secolului al XX-lea au existat încercări de utilizare a mecanismelor de șlefuire a vopselei și vopselelor de lac și de aplicare a lacului. Modificări mai semnificative au avut loc după primul război mondial, când lacuri și emailuri nitrocelulozice și primele lacuri pe bază de fenol-formaldehidă sintetică și apoi rășini gliptale au început să fie folosite în cantități din ce în ce mai mari pentru finisarea lemnului.

Concomitent cu lacurile și vopselele nitrocelulozice, pulverizarea pneumatică a devenit larg răspândită în locul aplicării tradiționale manuale a acoperirilor cu un tampon și o perie.

În industria mobilei, pentru prima dată, lacurile nitrocelulozice și aplicarea lor prin pulverizare au fost introduse în 1929 la fabrica de mobilă Khalturin din Leningrad.

În aceeași perioadă au început să apară mașini și aparate mecanizate pentru șlefuirea și lustruirea acoperirilor cu paste, mașini de lustruit, mașini cu role și perii.

Schimbări și mai semnificative în tehnica de finisare a lemnului au avut loc după cel Mare Războiul Patriotic. Progresele în chimia polimerilor au dus la apariția în această perioadă a unei serii întregi de vopsele și lacuri noi pe bază de rășini sintetice: alchid-uree-formaldehidă; poliester, epoxidic, poliuretan etc.

O trăsătură caracteristică a majorității lacurilor noi este aceea că formează acoperiri nu ca urmare a simplei evaporări a solvenților, cum ar fi, de exemplu, în cazul lacurilor de șelac și nitroceluloză, ci ca urmare a transformărilor chimice care apar după aplicarea lacului pe suprafața lemnului. Acoperirile rezultate din punct de vedere al rezistenței lor la acțiunea multor reactivi au depășit semnificativ acoperirile de la formatorii de film cunoscuți anterior. Prin urmare, deja în anii cincizeci și șaizeci, lacurile și emailurile din poliester erau utilizate pe scară largă în producția de mobilier, iar lacuri și emailuri alchid-uree-formaldehidice în producția de echipamente sportive și piese de construcție.

În acel moment, împreună cu vopselele lichide pentru finisarea lemnului, materialele de film au început să fie folosite sub formă de hârtie impregnată cu rășini termorigide cu o textură de lemn imprimată pe ea.

Dezvoltarea producției de plăci din lemn (așchii și fibre) și utilizarea acestora în mobilier de cabinet și alte produse din lemn contribuie la simplificarea designului acestora din urmă și la mecanizarea proceselor de finisare a suprafețelor plane simple. Prin urmare, deja de la mijlocul anilor 1950, a început o tranziție de la finisarea produselor asamblate la finisarea unităților și pieselor acestora înainte de asamblare. Simplitatea structurală a unor astfel de ansambluri și piese creează premisele pentru utilizarea pe scară largă a noilor metode mecanizate de aplicare a vopselei și lacurilor și a materialelor de film și de prelucrare a acoperirilor aplicate.

La mijlocul anilor 1950 au apărut așa-numitele mașini de acoperire, care au revoluționat literalmente tehnica de aplicare a vopselelor și a lacurilor pe suprafețele plane ale produselor. În comparație cu pulverizarea pneumatică pe scară largă, aceste mașini nu numai că au crescut productivitatea de câteva ori, dar au și redus semnificativ pierderea de materiale de vopsea și lac.

În anii 1960, mașinile de vopsit au devenit principalul echipament pentru aplicarea vopselelor și lacurilor în producția de mobilier de cabinet. Mașinile de laminat, stropirea și depunerea vopselelor și lacurilor pe produse în câmp electric de înaltă tensiune, mașinile de șlefuit cu bandă și de lustruit cu tambur pentru rafinarea acoperirilor erau de asemenea utilizate pe scară largă la acea vreme.

Pentru finisarea mobilierului și a pieselor de construcții se folosesc linii automate și semiautomate, se dezvoltă metode de întărire rapidă a acoperirilor folosind diferite tipuri de radiații (infraroșu, ultraviolet, electroni accelerați).

În general, tehnica de finisare a lemnului cu vopsele și lacuri și materiale de film a atins acum un nivel destul de ridicat și este în proces de dezvoltare și îmbunătățire ulterioară.

Introducerea de antiseptice, ignifuge, rășini în lemn, precum și plastificarea și presarea, fac posibilă îmbunătățirea proprietăților lemnului natural și obținerea de materiale bio- și rezistente la foc cu rezistență sporită, rezistență la uzură și stabilitate dimensională, anti- frecarea și alte proprietăți tehnologice și operaționale necesare.

Un rol semnificativ în evaluarea lemnului ca material al viitorului îl au proprietățile sale estetice unice. Chiar și deșeurile de lemn au un avantaj față de alte materiale, fiind ușor biodegradabile și nepoluând mediul.

In acest termen de hârtie oferă informații despre caracteristicile structurii macroscopice a lemnului, proprietățile sale chimice, fizice și mecanice, precum și despre materialele care se obțin din lemn.

1. CARACTERISTICI GENERALE ALE LEMNULUI

1.1 Structura arborelui

Lemnul este format din celule elementare, diferite ca mărime și formă. Ele sunt strâns legate. Cavitățile celulare pot fi umplute cu rășini, gume, till și apă. Din celule se formează vasele, razele de miez, se creează pulpă de lemn.

Un copac adult are trunchi, coroană și rădăcini (Figura 1.1)

Trompă. Trunchiul conectează sistemul radicular cu coroana copacului. Conduce apa cu mineralele dizolvate în sus (curent ascendent), iar cu substanțele organice până la rădăcini (curent descendent); stochează nutrienți de rezervă; servește la adăpostirea și menținerea coroanei. Trunchiul dă cea mai mare parte a lemnului (de la 50 la 90% din volumul întregului arbore) și are o importanță industrială majoră. Partea superioară subțire a trunchiului se numește vârf, partea inferioară groasă se numește fund.

Figura 1.1 - Părți ale unui copac în creștere

Cambium este un țesut educațional viu care funcționează în plantele lemnoase de zeci, sute și chiar mii de ani. În zona cu climă temperată, este cel mai activ primăvara și vara. Iarna, cambiul este inactiv. Acest lucru determină structura stratificată a trunchiului copacului. Trunchiul servește și la adăpostirea și susținerea coroanei. Trunchiul dă o masă mare de lemn (de la 50 la 90% din volumul arborelui) și are o importanță industrială majoră.

Trunchiul este studiat pe trei secțiuni principale: transversală și două longitudinale - radiale și tangențiale (Figura 1.2). Planul secțiunii transversale, sau de capăt, este perpendicular pe axa trunchiului. Planul uneia dintre tăieturile longitudinale trece prin miezul trunchiului de-a lungul razei capătului - o tăietură radială, planul celeilalte tăieturi - tangențial - este direcționat tangențial la cercurile formate din straturile de creștere anuală. Pe o secțiune transversală, puteți specifica direcțiile radiale și tangențiale, iar pe secțiunile longitudinale, direcțiile de-a lungul fibrelor și radiale sau tangențiale.

Principalele părți anatomice ale trunchiului sunt ușor de detectat pe secțiunea transversală. Partea exterioară - scoarța diferă brusc ca aspect de partea interioară - lemn, care ocupă cel mai mare volum al trunchiului. Lemnul înconjoară o mică zonă centrală - miezul. Stratul de cambium situat între lemn și scoarță este invizibil cu ochiul liber.

Figura 1.2 - Principalele părți ale trunchiului și secțiunile principale: P - transversal, R - radial, T - tangențial

Miezul este relativ rar localizat în centrul geometric al secțiunii trunchiului, de obicei este mai mult sau mai puțin deplasat în lateral. Miezul de pe secțiunea transversală are forma unei pate întunecate cu diametrul de 2-5 mm (la socul ajunge la 1 cm). La unele specii, are o formă ovală sau rotunjită, la altele este triunghiulară (arin), patru și pentagonală (frasin și plop) și în formă de stea (stejar). Miezul este relativ rar localizat în centrul geometric al secțiunii trunchiului, de obicei este mai mult sau mai puțin deplasat în lateral. Pe o secțiune radială longitudinală, miezul arată ca o linie dreaptă maro îngustă la conifere sau o fâșie sinuoasă în lemn de esență tare.

Lemnul ocupă cea mai mare parte a volumului trunchiului. Diametrul trunchiului variază foarte mult, de la aproximativ 6-8 până la 100 cm. secțiune transversală trunchiul și, în consecință, lemnul este cel mai adesea aproape de un cerc, dar uneori secțiunea ia forma unei elipse. Diametrul scade odată cu înălțimea trunchiului. În partea superioară a trunchiului, lemnul este străpuns de noduri, care sunt resturi de ramuri.

Scoarța acoperă exteriorul cambiumului și a lemnului. Pe o secțiune transversală a trunchiului, are forma unui inel, vopsit de obicei mult mai închis decât lemnul (Figura 1.2). În scoarța groasă a copacilor adulți, două straturi se disting cu o tranziție treptată sau bruscă de la unul la altul: cel exterior este crusta (scopul său este de a proteja țesuturile vii ale trunchiului de fluctuațiile bruște de temperatură, evaporarea umidității, pătrunderea ciupercilor, bacteriilor și deteriorarea mecanică) iar stratul interior este libenul, direct adiacent cambiului. Scopul bast este de a conduce nutrienții organici formați în frunze în josul trunchiului. La copacii tineri, coaja este netedă, uneori acoperită cu solzi subțiri care cad; când trunchiul se îngroașă, în scoarță apar crăpături care se adâncesc odată cu vârsta copacului. După natura suprafeței, scoarța poate fi netedă (brad), brăzdată (stejar), solzoasă (pin), fibroasă (ienupăr) și neruoasă (euonymus). Culoarea scoarței de exterior variază foarte mult: de la alb (mesteacăn), gri deschis (brad), gri verzui (aspen) la gri (frasin), gri închis (stejar) sau maro închis (molid). În fiecare an, grosimea scoarței crește. Cu toate acestea, din cauza cantității mici de creștere anuală și a dispariției treptate a straturilor exterioare sub formă de solzi, scoarța nu atinge niciodată o grosime ca cea a lemnului. Volumul relativ de scoarță din trunchi (fără ramuri) pentru speciile principale este dat în tabelul 1.1.

Tabelul 1.1 - Volumul relativ al scoarței din trunchi

După cum se poate observa din datele din Tabelul 1.1, volumul ocupat de scoarță variază între 6 și 25% din volumul trunchiului, în funcție de specie, precum și de vârsta arborelui și de condițiile de creștere. Odată cu vârsta copacului, volumul relativ al scoarței scade, iar odată cu deteriorarea condițiilor de creștere, dimpotrivă, crește. Ponderea scoarței în volumul trunchiului scade odată cu creșterea diametrului trunchiului.

Coroana și rădăcinile. O proporție semnificativă din biomasa unui copac cade pe coroana și rădăcinile unui copac în creștere.

Rădăcinile sunt reprezentate de un întreg sistem, care include rădăcini mici care absorb apa cu minerale dizolvate în ea și rădăcini groase care țin copacul în interior. pozitie verticala, conduc apa spre trunchi și depozitează rezervele de nutrienți. În industrie, rădăcinile sunt folosite ca combustibil de mâna a doua și pentru producția de cipuri tehnologice. Rădăcinile mari (cioturi) de conifere, lăsate în zona de tăiere timp de 10-15 ani, sunt îmbogățite cu rășină și servesc drept materie primă pentru obținerea terebentină și colofoniu.

O coroană este o colecție de ramuri acoperite cu frunze. În frunzele verzi, din carbonul absorbit din aer sub formă de dioxid de carbon și apa din sol, se formează substanțe organice complexe care sunt necesare vieții arborelui.

Utilizarea industrială a coroanei este mică. Din frunze (ace) se obtin faina vitaminica, medicamentele, uleiul de brad; din ramuri - așchii tehnologice pentru producția de carton container, PAL și fibre.

Tabelul 1.2 oferă date despre volumul relativ al părților copacilor. Aceste tabele sunt pur orientative, deoarece se pot schimba odată cu vârsta arborelui și în funcție de condițiile externe.

Tabel 1.2 - Volumul relativ al părților arborelui

Pe baza datelor din Tabelul 1.2, vedem că mesteacănul are cel mai mare volum al trunchiului și cel mai mic volum de rădăcini; frasinul are cel mai mic volum al trunchiului și cel mai mare volum de ramuri; fagul are si un volum mic al trunchiului, dar in acelasi timp cel mai mare volum de radacini.

1.2 Structura macroscopică a lemnului

Alburn, duramen, lemn matur. Lemnul speciei noastre forestiere este de obicei vopsit într-o culoare deschisă. În același timp, la unele specii, întreaga masă de lemn este vopsită într-o singură culoare (arin, mesteacăn, carpen), la altele partea centrală are o culoare mai închisă (stejar, zada, pin). Partea de culoare închisă a trunchiului se numește miez, iar partea periferică deschisă se numește alburn.

În cazul în care partea centrală a trunchiului are un conținut mai mic de apă, adică este mai uscată, se numește lemn copt, iar stâncile se numesc lemn copt. Rocile cu miez se numesc sunet. Restul rocilor, care nu prezinta diferenta intre partile centrale si periferice ale trunchiului, nici ca culoare, nici ca continut de apa, se numesc alburn (non-core).

Dintre speciile de arbori, miezul este: conifere - pin, zada, cedru; foioase - stejar, frasin, ulm, plop. Speciile de lemn matur sunt din molid și brad conifer, din fag de foioase și aspen. Alburnul include lemn de esență tare: mesteacăn, arțar, carpen, cimiș.

Cu toate acestea, la unele specii non-nucleu (mesteacăn, fag, aspen) se observă o întunecare a părții centrale a trunchiului. În acest caz, zona centrală întunecată se numește nucleu fals. Copacii tineri de toate speciile nu au miez și constau din alburn. Numai cu trecerea timpului se formează miezul datorită trecerii alburnului în lemn sănătos.

Miezul se formează din cauza morții celulelor vii din lemn, a blocării căilor navigabile, a depunerilor de taninuri, coloranți, rășini, carbonat de calciu. Ca rezultat, culoarea lemnului, masa și proprietățile mecanice ale acestuia se schimbă. Lățimea alburnului variază în funcție de rasă, condițiile de creștere. La unele rase, miezul se formează în al treilea an (tisa, salcâm alb), pentru alții - pentru anul 30-35 (pin). Prin urmare, alburnul tisei este îngust, în timp ce cel al pinului este lat.

Trecerea de la alburn la duramen poate fi bruscă (zada, tisa) sau lină (nuc, cedru). Într-un copac în creștere, alburnul servește la conducerea apei cu minerale de la rădăcini la frunze, iar miezul îndeplinește o funcție mecanică. Lemnul de alburn trece cu ușurință prin apă, este mai puțin rezistent la descompunere, prin urmare, la fabricarea recipientelor pentru mărfuri lichide, alburnul trebuie utilizat într-o măsură limitată.

Straturi anuale, lemn timpuriu și târziu. Secțiunea transversală arată straturi concentrice situate în jurul miezului. Aceste formațiuni reprezintă creșterea anuală a lemnului. Se numesc straturi anuale. Pe secțiunea radială, straturile anuale arată ca dungi longitudinale, pe secțiunea tangențială - linii sinuoase (Figura 1.3). straturile anuale cresc anual de la centru spre periferie iar stratul cel mai tânăr este cel exterior. Vârsta copacului poate fi determinată de numărul de straturi anuale de pe secțiunea de capăt de pe fund.

Figura 1.3 - Vedere a straturilor anuale pe secțiunile principale: P - transversal, R - radial, T - tangențial

Lățimea straturilor anuale depinde de rasă, condiții de creștere, poziție în trunchi. La unele specii (cu creștere rapidă) straturile anuale sunt largi (plop, salcie), la altele sunt înguste (cifis, tisa). Cele mai înguste straturi anuale sunt situate în partea inferioară a trunchiului; în sus, lățimea straturilor crește, deoarece arborele crește atât în ​​grosime, cât și în înălțime, ceea ce aduce forma trunchiului mai aproape de cilindru.

La aceeași rasă, lățimea straturilor anuale poate fi diferită. În condiții nefavorabile de creștere (secetă, îngheț, lipsă de nutrienți, soluri pline de apă), se formează straturi anuale înguste.

Uneori, pe două laturi opuse ale trunchiului, straturile anuale au o lățime inegală. De exemplu, la copacii care cresc la marginea unei păduri, pe partea îndreptată spre lumină, inelele anuale sunt largi. Ca rezultat, miezul unor astfel de copaci este deplasat în lateral, iar trunchiul are o structură excentrică.

Unele rase se caracterizează printr-o formă neregulată a straturilor anuale. Deci, pe secțiunea transversală a carpenului, tisă, ienupăr, se observă ondulația straturilor anuale.

Fiecare inel anual este format din două părți - lemn timpuriu și lemn târziu: lemn timpuriu (interior) cu fața la miez, ușor și moale; lemn târziu (exterior) cu fața la scoarță, întunecat și dur. Diferența dintre lemnul timpuriu și cel târziu este clară la conifere și unele foioase. Lemnul timpuriu se formează la începutul verii și servește la transportul apei în sus pe trunchi; lemnul târziu se depune spre sfârşitul verii şi are o funcţie preponderent mecanică. Densitatea și proprietățile sale mecanice depind de cantitatea de lemn târziu.

Raze de bază, repetări de bază. Pe secțiunea transversală a unor roci, linii ușoare, adesea strălucitoare, îndreptate de la miez spre scoarță sunt clar vizibile cu ochiul liber - razele de miez. Razele centrale sunt prezente la toate rasele, dar doar câteva sunt vizibile.

În lățime, razele miezului pot fi foarte înguste, nevăzute cu ochiul liber (la cimiș, mesteacăn, aspen, par și toate conifere); îngust, greu de distins (la arțar, ulm, ulm, tei); larg, vizibil cu ochiul liber pe o secțiune transversală. Grinzile late sunt reale late (pentru stejar, fag) și fals late - ciorchini de grinzi înguste apropiate (pentru carpen, arin, alun).

Pe o secțiune radială, razele miezului sunt vizibile sub formă de dungi sau panglici strălucitoare ușoare situate peste fibre. Razele miezului pot fi de culoare mai deschisă sau mai închisă decât lemnul din jur.

Pe o secțiune tangențială, ele sunt vizibile ca linii întunecate cu capete ascuțite sau ca dungi lenticulare situate de-a lungul fibrelor. Lățimea fasciculului variază de la 0,015 la 0,6 mm.

Grinzile de miez din lemn doborât creează un model frumos (pe o tăietură radială), care este important atunci când alegeți lemnul ca material decorativ.

Într-un copac în creștere, razele medulare servesc pentru a conduce apa în direcție orizontală și pentru a stoca nutrienții de rezervă.

Numărul de raze de miez depinde de specie: lemnele de esență tare au de aproximativ 2-3 ori mai multe raze de miez decât coniferele.

Pe secțiunea de capăt de lemn a unor specii, se pot vedea pete închise împrăștiate de culoare maro, maro, situate mai aproape de limita stratului anual. Aceste formațiuni se numesc repetări de bază. Repetările miezului se formează din cauza deteriorării cambiului de către insecte sau îngheț și seamănă cu culoarea miezului.

Vasele. Pe secțiunea transversală (cafă) a lemnului de esență tare sunt vizibile găuri, reprezentând secțiuni de vase - tuburi, canale de diferite dimensiuni, destinate conducerii apei. După mărime, vasele sunt împărțite în mari, clar vizibile cu ochiul liber și mici, nevăzute cu ochiul liber. Vasele mari sunt cel mai adesea situate în lemnul timpuriu al straturilor anuale și formează un inel continuu de vase într-o secțiune transversală. Astfel de lemne de esență tare se numesc inel-vascular. La speciile inelare-vasculare, în lemnul târzie, se adună mici vase în grupuri, clar vizibile datorită culorii lor deschise. Dacă vasele mici și mari sunt distribuite uniform pe toată lățimea stratului anual, atunci astfel de specii se numesc foioase vasculare împrăștiate.

La lemnele de esență tare inelare, inelele anuale sunt clar vizibile datorită diferenței puternice dintre lemnul timpuriu și lemnul târziu. La speciile vasculare de foioase împrăștiate, nu se observă o astfel de diferență între lemnul timpuriu și cel târziu și, prin urmare, inelele anuale sunt puțin vizibile.

La speciile de foioase inel-vasculare, vasele mici din lemn târzie formează următoarele tipuri de grupări: radiale - sub formă de dungi radiale ușoare (Figura 14, a.) stejar, castan; tangențial - vasele mici formează linii ondulate ușoare situate paralel cu limita stratului anual (Figura 1.4, b) - ulm, ulm, ulm; împrăștiate - vasele mici din lemn târzie sunt adunate în puncte sau liniuțe ușoare (Figura 1.4, c). Pe secțiunile radiale și tangențiale, vasele mari arată ca niște șanțuri longitudinale. Diametrul vaselor mari variază de la 0,2 la 0,4 mm, mic - de la 0,015 la 0,1 mm. Lungimea vaselor nu depășește adesea 10 cm, dar în stejar ajunge la câțiva metri. Volumul vaselor, în funcție de rasă, variază de la 7 la 43%.

Vasele reduc rezistența lemnului, deoarece sunt elemente slabe. Ele facilitează permeabilitatea lemnului la lichide și gaze pe direcția longitudinală.

Figura 1.4 - Tipuri de grupări de vase mici din lemn de esență tare: a - radială (stejar), b - tangenţială (ulm), c - împrăștiată (frasin), d - dispunerea vaselor în specii vasculare împrăștiate din lemn de esență tare.

Pasaj de rășină. O trăsătură caracteristică a structurii lemnului de conifere sunt pasajele de rășină. Există canale de rășină verticale și orizontale. Cele orizontale trec de-a lungul razelor centrale. Conductele verticale de rășină sunt canale subțiri înguste umplute cu rășină. Pe secțiunea transversală, canalele verticale de rășină sunt vizibile sub formă de puncte ușoare situate în lemnul târziu al stratului anual; pe secțiunile longitudinale, canalele de rășină sunt vizibile sub formă de linii întunecate îndreptate de-a lungul axei trunchiului. Numărul și dimensiunea pasajelor de rășină depind de tipul de lemn. În lemnul de pin, pasajele de rășină sunt mari și numeroase, în lemnul de zada - mici și puține.

Conductele de rășină ocupă un volum mic de lemn de trunchi (0,2-0,7%) și, prin urmare, nu au un efect semnificativ asupra proprietăților lemnului. Ele sunt importante la atingere, când rășina (rășina) este obținută din copaci în creștere.

În ceea ce privește numărul de treceri de rășină, pe primul loc se află pinul, urmat de cedru, apoi zada și molid. În ultimele două, pasajele de rășină ocupă nu mai mult de 0,2% din volumul total de lemn. Cu toate acestea, chiar și la speciile cu canale mari și numeroase de rășină, acestea ocupă mai puțin de 1% din volumul total de lemn.

1.3 Structura microscopică a lemnului

Structura microscopică a lemnului. Un studiu al lemnului la microscop arată că acesta constă din cele mai mici particule - celule, în mare parte (până la 98%) moarte. Celula vegetală are cea mai subțire înveliș transparent, în interiorul căreia se află protoplastul, format din citoplasmă și nucleu.

Peretele celular din celulele plantelor tinere este o peliculă transparentă, elastică și foarte subțire (până la 0,001 mm). Este format din materie organică - fibre sau celuloză.

Odată cu dezvoltarea, în funcție de funcțiile pe care o anumită celulă este chemată să le îndeplinească, dimensiunea, compoziția și structura învelișului său se schimbă semnificativ. Cel mai frecvent tip de alterare a peretelui celular este lignificarea și înfundarea acestora.

Lignificarea membranei celulare are loc în timpul vieții celulelor ca urmare a formării în ele a unei substanțe organice speciale - lignina. Celulele lignificate fie încetează complet creșterea, fie cresc în dimensiune într-o măsură mult mai mică decât celulele cu membrane de celuloză.

Celuloza din membrana celulară se prezintă sub formă de fibre, care se numesc microfibrile. Golurile dintre microfibrile sunt umplute în principal cu lignină, hemiceluloză și umiditate legată.

În procesul de creștere, pereții celulari se îngroașă, lăsând locuri neîngroșate numite pori. Porii servesc la transportul de apă și nutrienți dizolvați de la o celulă la alta.

Tipuri de celule din lemn. Celulele care alcătuiesc lemnul sunt variate ca formă și dimensiune. Există două tipuri principale de celule: celule cu o lungime a fibrei de 0,5-3 mm, un diametru de 0,01-0,05 mm, cu capete ascuțite - celule prosenchimale și mai mici care arată ca o prismă poliedrică cu aproximativ aceleași dimensiuni laterale (0, 01-0,1 mm), - parenchimatoase.

Celulele parenchimatoase servesc la depozitarea nutrienților de rezervă. Nutrienții organici sub formă de amidon, grăsimi și alte substanțe se acumulează și se depozitează în aceste celule până în primăvară, iar primăvara sunt trimiși în coroana copacului pentru a forma frunze. Rândurile de celule parenchimatoase sunt situate lângă copac de-a lungul razei și fac parte din razele medulare. Numărul lor în volumul total de lemn este nesemnificativ: la speciile de conifere 1-2%, la lemn de esență tare - 2-15%.

Cea mai mare parte a lemnului tuturor speciilor este formată din celule prosenchimale, care, în funcție de funcțiile vitale pe care le îndeplinesc, se împart în conductoare și de susținere sau mecanice. Celulele conductoare dintr-un copac în creștere servesc pentru a conduce apa cu soluții de substanțe minerale din sol către coroană, în timp ce celulele de susținere creează rezistența mecanică a lemnului.

Țesături din lemn. Celulele cu aceeași structură, îndeplinind aceleași funcții, formează țesuturi de lemn.

În conformitate cu scopul și tipul celulelor care alcătuiesc țesuturile, există: țesuturi de depozitare, conductoare, mecanice (de susținere) și tegumentare.

Țesuturile de depozitare constau din celule de depozitare scurte și servesc la acumularea și stocarea nutrienților. Țesuturile de depozitare se găsesc în trunchi și rădăcini.

Țesuturile conductoare constau din celule alungite cu pereți subțiri (vase, tuburi) prin care umiditatea absorbită de rădăcini trece către frunze.

Lungimea vaselor este în medie de aproximativ 100 mm; la unele specii, precum stejarul, vasele ajung la 2-3 m lungime. Diametrul vaselor variază de la sutimi de milimetru (la rasele vasculare mici) la 0,5 mm (la rasele vasculare mari).

Țesuturile mecanice (suportul) sunt situate în trunchi. Aceste țesături conferă stabilitate copacului în creștere. Cu cât această țesătură este mai mare, cu atât lemnul este mai dens, mai dur, mai puternic. Țesuturile mecanice se numesc libriforme.

Țesuturile tegumentare sunt localizate în cortex și joacă un rol protector.

Structura lemnului de conifere. Lemnul de conifere se caracterizează prin simplitate comparativă și structură corectă. Masa sa principală (90-95%) este formată din celule alungite dispuse în rânduri radiale cu capete oblice, numite traheide. Pereții traheidelor au pori prin care comunică cu celulele vecine. În cadrul stratului anual se disting traheidele timpurii și târzii. Traheidele timpurii se formează primăvara și începutul verii, au cochilii subțiri cu pori, cavități largi și servesc la transportul apei cu minerale dizolvate. În traheidele timpurii, dimensiunea în direcția radială este mai mare decât în ​​cea tangențială. Capetele traheidelor timpurii sunt rotunjite.

Traheidele târzii se formează la sfârșitul verii, au cavități înguste și membrane celulare groase, prin urmare îndeplinesc o funcție mecanică, dând rezistență lemnului. Mărimea în direcția radială este mai mică decât în ​​direcția tangențială.

Numărul de pori de pe pereții traheidelor timpurii este de aproximativ 3 ori mai mare decât pe pereții traheidelor târzii. Traheidele sunt celule moarte. În trunchiul unui copac în creștere, doar stratul anual nou format conține traheide vii.

Razele centrale ale coniferelor sunt înguste, puțin vizibile sau deloc vizibile cu ochiul liber. Sunt formate în principal din celule parenchimatoase.

Parenchimul lemnos la conifere nu este foarte frecvent și este format din celule parenchimatoase simple sau celule alungite pe lungimea trunchiului, conectate în rânduri lungi de-a lungul axei trunchiului. Nu există parenchim lemnos la tisa și pinul.

Structura lemnului de esență tare. În comparație cu coniferele, lemnele de esență tare au o structură mai complexă. Cea mai mare parte a lemnului de esență tare este alcătuită din vase și traheide vasculare, fibre libriforme și celule parenchimatoase.

2. PRINCIPALELE PROPRIETĂȚI ALE LEMNULUI

2.1 Proprietățile chimice ale lemnului

Compoziția chimică a lemnului și a scoarței. Lemnul este compus în principal din materie organică. Elementar compoziție chimică lemnul de toate speciile este aproape același. Partea organică a lemnului absolut uscat (uscat la 103 ° C) conține în medie 49-50% carbon, 43-44% oxigen, aproximativ 6% hidrogen și 0,1-0,3% azot.

Partea anorganică poate fi izolată ca cenuşă prin arderea lemnului. Cantitatea de cenușă din lemn este de aproximativ 0,2-1%. Compoziția cenușii include calciu, potasiu, sodiu, magneziu, în cantități mai mici fosfor, sulf și alte elemente. Ele formează minerale, dintre care majoritatea sunt insolubile în apă. Dintre solubile, primul loc este ocupat de alcaline - potasiu și sodă, iar din insolubile - săruri de calciu.

Scoarța diferă puțin de lemn în compoziția elementară, dar conține mai multe minerale. Compoziția chimică a scoarței unor roci este dată în tabelul 2.1.

Tabel 2.1 - Compoziția chimică a scoarței, %

*Inclusiv hexani

Din datele din Tabelul 2.1 se poate observa că raportul dintre principalele substanțe organice din scoarță este diferit de cel din lemn, aici fiind mult mai puțină celuloză. În plus, partea exterioară a scoarței conține suberina, care nu se găsește în lemn.

Celuloza este un polimer liniar - o polizaharidă. Formula celulozei (C 6 H 10 O 5) n, unde n este gradul de polimerizare. În peretele celular, celuloza este în combinație cu alte substanțe. Celuloza este o substanță albă, cu densitate 1,54-1,58 g/cm3. Lemnul de conifere conține mai multă celuloză (41-58%) decât lemnul de esență tare (39-47%).

Celuloza este o substanță foarte stabilă, insolubilă în apă, alcool, eter, acetonă. Metodele industriale de producere a celulozei din lemn se bazează pe această proprietate.

Lignina este un compus cu moleculare înaltă de natură aromatică, densitate 1,25-1,45 g/cm 3 . Comparativ cu celuloza, lignina contine mai mult carbon (celuloza 44%, lignina 60-65%) si mai putin oxigen. Lignina este o substanță mai puțin stabilă; atunci când este încălzită, se dizolvă în alcali și acizi; este folosită sub formă de combustibil pulverizat, în producția de lianți de pământ de turnare în turnătorie, materiale plastice, vanilină, cărbune activ etc.

Hemicelulozele combină un grup de polizaharide care alcătuiesc peretele celular, dar diferă de celuloză prin proprietăți chimice și fizice. Grupul hemicelulozelor include pentozani și hexozani. Comparativ cu celuloza, hemicelulozele au un grad scăzut de polimerizare, ceea ce explică solubilitatea lor crescută în alcalii diluate și hidrolizabilitatea ușoară.

Tabel 2.2 - Conținutul de substanțe organice din lemnul speciilor de conifere și foioase

Din datele din Tabelul 2.2 se poate observa că speciile de conifere conțin cea mai mare cantitate de celuloză, lignină și hexozani, iar lemnele de esență tare conțin hemiceluloze și pentozani.

Substantele extractive se obtin prin extractie cu apa si solventi organici. Apa extrage taninurile, gumele și coloranții din lemn. Partea activă a taninurilor sunt tanidele. Se găsesc în miezul stejarului (6-11%) și castanului (6-13%), precum și în scoarța de salcie, zada, stejar, molid, brad (de la 5 la 16%). Taninurile sunt solubile în apă și alcool, ușor de oxidat în prezența alcalinelor. Taninurile sunt folosite în industria pielăriei pentru îmbrăcarea pielii din piei crude de animale. Acest lucru conferă pielii rezistență la carii, elasticitate și capacitatea de a nu se umfla.

Gumele sunt rășini solubile în apă. Substanțele colorante de galben, maro, roșu și albastru sunt conținute în cavitățile celulelor lemnoase (mai mult în miez) și scoarță.

Suberin. Acesta este un amestec de substanțe, inclusiv acizi organici și esterii lor metilici. Suberina se găsește numai în cortex și provoacă înfundarea pereților celulari ai cortexului.

Compoziția chimică a lemnului din principalele specii este dată în tabelul 2.3.

Tabel 2.3 - Compoziția chimică a lemnului din speciile principale, %

Tabelul 2.3 arată că lemnul de conifere are un conținut puțin mai mare de celuloză, iar lemnul de esență tare un conținut ridicat de pentozani.

Producția și utilizarea materialelor celulozice. Celuloza este baza unui număr de materiale utilizate pe scară largă. Poate fi obținut prin îndepărtarea tuturor celorlalte substanțe de pe pereții celulari ai lemnului. În procesele de gătit, acționând asupra lemnului cu diverși agenți, se dizolvă substanțele însoțitoare, care sunt mai puțin rezistente chimic.

În industrie se folosesc metode acide, alcaline și neutre de producere a celulozei.

metode acide. Acest grup include metodele cu sulfiți și bisulfiți. Prin metoda sulfitului se folosește ca materie primă lemn din specii de conifere cu conținut scăzut de rășină (molid, brad) și o serie de foioase.

Buștenii scurti decojiți (lemn de celuloză) sunt prelucrați în așchii pe tocători. Așchiile de lemn sunt încărcate în digestoare verticale cu o capacitate de până la 400 m 3 . Acidul sulfit de gătit este furnizat cazanului, care este o soluție de acid sulfuros care conține o anumită cantitate de bisulfit de calciu Ca (HSO 3) 2 . Baza de calciu (CaO) poate fi înlocuită cu magneziu, sodiu sau amoniu. Gătitul se efectuează la 130-150 aproximativ C și o presiune de 0,5-1 MPa timp de 5-12 ore. Ca urmare a gătirii, se obține celuloză și substanțe organice care au trecut în soluție - lichior sulfit. Celuloza se spala, se curata de crengi, aschii de lemn, nisip; albit cu clor. La mașini speciale, pulpa este deshidratată și transformată într-o bandă densă, care este apoi tăiată în foi și împachetată în mănunchiuri. În această formă, celuloza tehnică este furnizată fabricilor de hârtie și altor întreprinderi.

Lichiorul sulfit este folosit pentru a obține drojdie furajeră proteică, alcool etilic și alte produse prin procesare biochimică. Procesarea chimică a leșiei poate produce vanilină, fenoli și acizi aromatici.

Metoda bisulfitului face posibilă utilizarea lemnului de aproape orice specie pentru producerea de celuloză. Chipsurile sunt gătite într-o soluție apoasă de bisulfat de sodiu, magneziu sau amoniu. Echipamentele și tehnologia sunt în multe privințe similare cu cele utilizate în metoda sulfitului. Cu toate acestea, temperatura procesului de gătire este mai mare (155-165 o C).

Metode alcaline. Acest grup include metode cu sulfat și sodă. Pentru obținerea celulozei prin metoda sulfatului, se poate folosi lemn de orice specie, inclusiv lemn foarte rășinos (pin, etc.) tocat în așchii este gătit într-o soluție care conține hidroxid de sodiu NaOH și de 3 ori mai puțină sulfură de sodiu Na 2 S. Gătitul este efectuat în cazane cu o capacitate de 75-160 m 3 la 170-180 cca C şi o presiune de 0,8-1 MPa timp de 3-5 ore. La sfârșitul procesului, soluția de gătit devine neagră și se numește lichior negru. Lichiorul negru este fiert pentru a compensa pierderea de Na2S, amestecat cu sulfat de sodiu Na2SO4 şi calcinat. În acest caz, partea organică a lichiorului este arsă (folosită drept combustibil), iar partea minerală este folosită pentru prepararea soluției de gătit (lichior alb). Operațiunile rămase sunt aceleași ca și în producerea pastei de sulfit. Gătitul poate fi efectuat nu numai în cazane, ci și în dispozitive continue de înaltă performanță. Pentru a obține celuloză de înaltă calitate pentru prelucrare chimică, lemnul este supus prehidrolizei (abur, apă clocotită la 170 ° C sau în alt mod) pentru a elimina majoritatea hemicelulozelor. Randamentul celulozei prin metoda sulfatului este de 40-50%.

Metoda sulfatului face posibilă obținerea de fibre mai puternice necesare pentru producerea de cordon și alte scopuri. Avantajele acestei metode includ și tehnologia de regenerare a lichidului avută în vedere. Acest lucru face posibilă efectuarea procesului într-un circuit închis, reducând la minimum poluarea corpurilor de apă.

Ca produse secundare în producția de sulfat de celuloză, terebentina este captată și săpunul sulfat este îndepărtat de pe suprafața lichidului răcit, a cărui descompunere cu acid mineral dă ulei de tall. Acest produs este utilizat în producția de săpun de rufe, ulei de uscare, uleiuri lubrifiante. Din ulei de tall se obțin colofoniu, fitosterol folosit pentru tratarea aterosclerozei, a pielii și a altor boli, precum și o serie de produse folosite la producerea pesticidelor, detergenților, emulgatorilor etc. O parte din lignină alcalină poate fi folosită ca umplutură pentru cauciucul sintetic fără a deteriora producția principală, pentru a înlocui fenolul în producția de materiale plastice, în anvelope, ceramică și alte industrii. Drojdia furajeră poate fi obținută din prehidrolizat. A doua metodă alcalină de producere a celulozei este sifonul. Pe baza utilizării sodei caustice ca reactiv; pierderile alcaline sunt compensate prin adăugarea de sifon.

Mod neutru. Această metodă este utilizată pentru obținerea pulpei din lemn de esență tare cu un conținut foarte mare de substanțe înrudite. Soluția de gătit care conține sulfit de sodiu Na 2 SO 3 sau sulfat de amoniu (NH 4 ) 2 SO 3 are o reacție aproape de neutră, de aceea metoda se numește monosulfit sau sulfit neutru. Gătitul se efectuează în cazane discontinue sau continue la o temperatură finală de 160-180 ° C, o presiune de 0,65-1,25 MPa și durează 0,2-6 ore. Principalul dezavantaj este incapacitatea de a folosi lemn de conifere.

Pentru toate metodele utilizate în industrie pentru producerea celulozei este caracteristică formarea deșeurilor, poluând într-o oarecare măsură mediul cu compuși sulfuri. Prin urmare, dezvoltarea tehnologiei celulozei fără sulf este deosebit de importantă.

hidroliza lemnului. Când soluțiile apoase de acizi interacționează cu lemnul, are loc hidroliza părții sale polizaharide. Celulozele și hemicelulozele sunt hidrolizate în zaharuri simple. Zaharurile rezultate sunt folosite pentru prelucrarea biochimică. Aceste zaharuri (de exemplu, glucoza, xiloza etc.) pot fi supuse unor prelucrari chimice, obtinandu-se astfel de produse precum xilitol, sorbitol, etc. Materiile prime pentru industria hidrolizei sunt in principal deseuri de la gater si prelucrarea lemnului, lemn de calitate slaba. Hidroliza lemnului se poate realiza cu acizi minerali diluați (sulfuric, clorhidric) la temperatură ridicată sau la fel, dar acizi concentrați la temperatura normala.

În industrie, se utilizează metoda de hidroliză a acidului sulfuric diluat la 0,5-0,6%. Materia primă sub formă de amestec de rumeguș și așchii de lemn intră în hidrolizator cu o capacitate de 18-160 m 3 . Aici este furnizată și o soluție fierbinte de acid sulfuric. La 140-160 aproximativ Cu are loc o zaharificare (hidroliza) a hemicelulozelor. Apoi, la 180-190 aproximativ Cu începe hidroliza celulozei. Concomitent cu alimentarea cu acid sulfuric, se ia un hidrolizat - o soluție apoasă acidă de zaharuri simple. La sfârșitul procesului, apa fierbinte este furnizată în aparatul de hidroliză pentru a îndepărta zaharurile și acidul sulfuric, care impregnează precipitatul insolubil - lignina. Acest produs secundar poate fi folosit pentru a produce rășini, materiale plastice, antiseptice, stimulente de creștere a plantelor, îngrășăminte, cărbune activ, combustibili etc.

La răcirea hidrolizatului se formează vapori, din condensatul cărora se obține furfural, care este un lichid uleios incolor, cu miros de pâine coaptă. Este folosit la producerea de materiale plastice, fibre sintetice (nylon), rășini, pentru purificarea uleiurilor lubrifiante, fabricarea medicamentelor (furatsilina etc.), coloranți, buruieni, ciuperci și agenți de combatere a insectelor, precum și pentru alte scopuri. Furfuralul poate fi obținut ca produs principal din hidroliza lemnelor de esență tare bogate în pentozani (mesteacăn, aspen) și deșeuri de plante agricole.

Hidrolizatul (mustul) neutralizat cu lapte de var intră în secțiunea de fermentație. Acolo, sub acțiunea enzimelor de drojdie de distilerie, hexozele (glucoza și zaharurile din hexosan) conținute în must sunt fermentate și formează alcool etilic, precum și dioxid de carbon, care este captat și utilizat pentru a produce dioxid de carbon lichid și gheață carbonică.

Descompunerea termică a lemnului. Descompunerea lemnului are loc atunci când este încălzit fără acces la aer. Acest proces se numește distilare uscată. La o temperatură de 120-250 o C, apa este îndepărtată și hemicelulozele se descompun parțial (la o temperatură de 150-270 o C). Apoi, la 275-450 o C, substanțele care alcătuiesc lemnul se descompun. În acest caz, are loc o eliberare rapidă de căldură. Ultima etapă are loc la o temperatură de 450-550 cca. Cu alimentare suplimentară de căldură din exterior. Ca urmare a distilării uscate, se formează produse solide (cărbune), lichide (lichid) și gazoase.

Cărbunele conține 80-97% carbon. Nu conține impurități nocive (sulf și fosfor). Cărbunele are o capacitate mare de sorbție. Se folosește în metalurgie la topirea metalelor neferoase și a feroaliajelor; sub formă de cărbuni pulberi tratați cu abur pentru curățarea soluțiilor industriale și a apelor uzate, decolorarea sucurilor și a maselor rafinate în industria zahărului etc. se folosește pentru producerea de disulfură de carbon, necesară pentru producerea fibrei de viscoză și celofan. Industria semiconductoarelor folosește siliciu foarte pur, care necesită cărbune pentru a produce. De asemenea, este utilizat în producția de electrozi, cementarea (întărirea pieselor din oțel), medicamente, combustibil, hrană pentru animale, materiale plastice și alte utilizări.

Zizka este un distilat lichid - o soluție de produse de descompunere a lemnului. La decantarea lichidului se formează două straturi: cel superior este apă și cel inferior este rășinos. Din nămol și dizolvat în rășina lichidă brută se obțin un antioxidant al benzinei, antiseptice (creozot), fenoli pentru producerea materialelor plastice, fixatori pentru pământuri de turnătorie, reductoare de vâscozitate pentru fluide de foraj și alte produse. Din stratul apos se izolează acidul acetic, alcoolul metilic, solvenții (acetonă, acetat de metil etc.). Gazele obţinute din distilarea uscată a lemnului sunt folosite drept combustibil pentru încălzirea retortelor (aparatură de distilare uscată).

Arde lemne. Oxidarea lemnului în timpul arderii are loc în timpul prelucrării sale energetico-chimice și atunci când este folosit ca combustibil. Calitatea combustibilului este estimată prin puterea calorică (puterea calorică).

Căldura de masă de ardere a lemnului este cantitatea de căldură eliberată în timpul arderii complete a unei unități de masă - 1 kg de lemn. Teoretic, masa de căldură de ardere poate fi determinată din compoziția chimică. Este posibil să se determine cu exactitate căldura de ardere în condiții de laborator în încălzitoare.

Compoziția chimică elementară a lemnului este practic aceeași. Prin urmare, puterea calorică a unei unități de masă de lemn este aproape independentă de natură și în stare absolut uscată variază între 19,6-21,4 MJ/kg.

De obicei, lemnul de foc este evaluat nu după masă, ci după volum, și este necesar să se cunoască puterea calorică a unei unități de volum (1 m 3) de lemn. Înmulțind căldura de ardere a unei unități de masă cu densitatea lemnului, se obține căldura de ardere a unei unități de volum. Căldura volumetrică de ardere depinde de rocă, adică. cu cât densitatea lemnului este mai mare, cu atât puterea calorică a acestuia este mai mare. De exemplu, pentru lemnul de stejar, puterea calorică volumetrică este de 13 * 10 3 MJ / m 3, pentru aspen - 7,4 * 10 m 3 MJ / m 3. puterea calorică depinde și de conținutul de umiditate al lemnului, cu o creștere în care acesta scade.

2.1 Proprietățile fizice ale lemnului

Proprietățile fizice ale lemnului sunt cele care sunt determinate fără a încălca integritatea probei de testat și fără a modifica compoziția chimică a acesteia, adică sunt detectate prin inspecție, cântărire, măsurare, uscare.

LA proprietăți fizice lemnul includ: aspectul și mirosul, densitatea, umiditatea și modificările asociate - contracție, umflare, crăpare și deformare. Proprietățile fizice ale lemnului includ, de asemenea, conductivitatea electrică, sonoră și termică, indicatori de macrostructură.

Aspectul lemnului este determinat de culoarea, luciul, textura și macrostructura acestuia.

Culoare. Culoarea lemnului este dată de taninurile, substanțele rășinoase și colorante aflate în el, care se află în cavitățile celulelor.

Lemnul speciilor care cresc în diferite condiții climatice are o culoare diferită: de la alb (aspen, molid, tei) până la negru (abanos). Lemnul speciilor care cresc în regiunile calde și sudice are o culoare mai strălucitoare în comparație cu lemnul speciilor din zona temperată. În cadrul zonei climatice, fiecare specie de arbore are propria sa culoare specială, care poate servi ca un semn suplimentar pentru recunoașterea sa. Deci, lemnul de carpen are o culoare gri deschis, stejar și frasin - maro, nuc - maro. Sub influența luminii și a aerului, lemnul multor specii își pierde luminozitatea, dobândind o culoare cenușie în aer liber.

Lemnul de arin, care are o culoare roz deschis când este proaspăt tăiat, se închide la scurt timp după doborare și capătă o culoare roșie-gălbuie. Lemnul de stejar, care a stat mult timp în apă, capătă o culoare maro închis și chiar negru (stejar de mlaștină). Culoarea lemnului se schimbă și ca urmare a deteriorării acestuia de către diferite tipuri de ciuperci. Vârsta copacului afectează și culoarea lemnului. Copacii tineri tind să aibă lemn mai deschis decât copacii mai bătrâni. Lemnul de stejar, par și salcâm alb, cimiș, castan are o culoare stabilă.

Culoarea lemnului este importantă în producția de mobilier, instrumente muzicale, tâmplărie și artă. Culoarea saturată cu bogăția de nuanțe conferă produselor din lemn un aspect frumos. Culoarea lemnului unor specii este îmbunătățită prin supunerea lui la diferite tratamente - aburire (fag), decapare (stejar, castan) sau colorare cu diverse substanțe chimice. Culoarea lemnului și nuanțele sale sunt de obicei caracterizate prin definiții - roșu, alb, roz, roz deschis și numai dacă este necesar, în funcție de atlasul sau scara de culori.

Strălucirea lemnului depinde de densitatea sa, cantitatea, dimensiunea și locația razelor de miez. Razele de bază au capacitatea de a reflecta direcțional razele de lumină și de a crea o strălucire pe tăietura radială.

Sclipiciul este capacitatea de a reflecta fluxul de lumină într-un mod direcționat. Suprafețele netede ca o oglindă care reflectă fluxul de lumină într-o direcție strict direcționată au cea mai mare strălucire. Strălucirea lemnului depinde de densitatea sa, cantitatea, dimensiunea și locația razelor de miez. Razele de bază au capacitatea de a reflecta direcțional razele de lumină și de a crea o strălucire pe tăietura radială.

Lemnul de fag, paltin, ulm, platan,

Suprafețele radiale, unde suprafața ocupată de razele miezului, este cea mai mare, creează și strălucire (în special la arțar, ulm, fag, stejar, lăcustă albă, sicomor, mahon, lemn satinat, ailant). Lemnul arborelui de catifea (aspen, tei, plop) are un luciu matasos.

Luciul confera lemnului un aspect frumos si poate fi imbunatatit prin lustruire, lacuire, ceruire sau lipire cu folii transparente din rasina sintetica.

Textura - un model care se obține pe tăieturi de lemn la tăierea fibrelor sale, a straturilor anuale și a razelor de miez. Depinde de rasa și structura sa. Cu cât structura lemnului este mai complexă și cu cât combinația elementelor individuale este mai diversă, cu atât textura acestuia este mai bogată. Coniferele au o structură relativ simplă, iar textura lor este destul de uniformă; în lemn de esență tare, textura este mult mai bogată.

Textura este determinată de lățimea straturilor anuale, diferența de culoare a lemnului timpuriu și târziu, prezența razelor de miez, vasele mari și aranjarea greșită a fibrelor (ondulate sau confuze).

Coniferele dau o textura frumoasa pe o sectiune tangentiala datorita unei diferente mari de culoare a lemnului timpuriu si cel tarziu. În lemn de esență tare, un model frumos pe o secțiune radială este creat de razele de miez (fag, ulm, arțar, platan, ulm, stejar); pe o secțiune tangențială - Nuc, frasin, catifea, stejar, ulm, castan. Un model excepțional de frumos se observă în lemnul de creșteri (burls) cu un aranjament ondulat de fibre.

Textura determină valoarea decorativă a lemnului și este importantă în fabricarea mobilierului, a diferitelor meșteșuguri și la decorarea instrumentelor muzicale. Când folosiți lacuri transparente, textura lemnului poate fi îmbunătățită și mai strălucitoare.

Pentru a obține o textură frumoasă, se folosesc și diverse metode de prelucrare a lemnului; decojirea buștenilor cu un cuțit cu lama ondulată sau în unghi față de direcția fibrelor, presare neuniformă etc.

Mirosul lemnului depinde de rășini, uleiuri esențiale, taninuri și alte substanțe din el. Speciile de conifere - pin, molid - au un miros caracteristic de terebentină. Stejarul are miros de tanin, backout și lemn de trandafir - vanilie. Ienupărul miroase plăcut, așa că ramurile sale sunt folosite la aburirea butoaielor. De mare importanță este mirosul de lemn în fabricarea recipientelor. Când este proaspăt tăiat, lemnul are un miros mai puternic decât atunci când este uscat. Miezul miroase mai puternic decât alburnul. Prin mirosul de lemn se pot identifica specii individuale.

Macrostructură. Pentru a caracteriza calitatea lemnului, uneori este suficient să se determine următorii indicatori ai macrostructurii: lățimea straturilor anuale și conținutul de lemn târziu în straturile anuale.

Lățimea straturilor anuale este determinată de numărul de straturi pe 1 cm de segment măsurat în direcția radială pe secțiune transversală. Probele cu o secțiune transversală de 20 × 20 mm trebuie să aibă capete curățate fără probleme. La final se trasează o linie perpendiculară pe straturile anuale și se numără numărul de straturi întregi N. Lungimea l a secțiunii se măsoară în centimetri. Numărul de straturi anuale în 1 cm este calculat cu o precizie de 0,5 straturi conform formulei:

Lățimea straturilor anuale afectează proprietățile lemnului. Pentru lemnul de conifere, se remarcă o îmbunătățire a proprietăților dacă există cel puțin 3 și nu mai mult de 25 de straturi în 1 cm. La speciile de foioase inel-vasculare (stejar, frasin), creșterea lățimii inelelor anuale se produce datorită zonei târzii și, prin urmare, crește rezistența, densitatea și duritatea.

Pentru lemnul speciilor vasculare de foioase împrăștiate (mesteacăn, fag), nu există o dependență atât de clară a proprietăților de lățimea inelelor anuale.

Pe eșantioane din foioase de conifere și în formă de inel, se determină conținutul de lemn târzie m (în procente). Pe aceleași probe, cu o lupă de măsurare cu o eroare de 0,1 mm, se măsoară lățimea zonei târzii δ în fiecare strat anual; se sintetizează valorile obținute și se calculează procentul de lemn întârziat cu o eroare de 1% conform formulei:

m = ∑δ/l*100, (2,2)

unde ∑δ este lățimea totală a zonelor târzii, cm;

l este lungimea totală a acelor straturi anuale în care a fost măsurată lățimea zonei târzii, vezi Fig.

Procentul de lemn târziu este un indicator destul de fiabil al calității lemnului. Cu cât conținutul de lemn târziu este mai mare, cu atât este mai mare densitatea acestuia și, în consecință, cu atât proprietățile sale mecanice sunt mai mari.

La prelucrarea lemnului cu instrumente de tăiere, elementele anatomice goale (vasele) sunt tăiate și se formează nereguli pe suprafața lemnului. La specii precum stejarul, frasinul, nucul, amploarea neregulilor structurale este semnificativă. Deoarece lemnul acestor specii este folosit pentru finisarea produselor, este necesar să se reducă amploarea acestor nereguli înainte de lustruire. Pentru a face acest lucru, se efectuează o operație specială, care se numește umplerea porilor.

conținutul de umiditate al lemnului. Într-un copac în creștere, apa este necesară pentru viața și creșterea sa; în lemnul tăiat, prezența apei este nedorită, deoarece duce la o serie de fenomene negative.

Umiditatea (absolută) lemnul este raportul dintre masa de apă și masa lemnului absolut uscat, exprimat ca procent

Lemnul este împărțit în apă legată (higroscopică) și apă liberă (capilară). Apa liberă umple cavitățile celulare și spațiile dintre celule, în timp ce apa legată este situată în grosimea pereților celulari. Apa liberă este reținută prin legături mecanice și este ușor de îndepărtat; apa legată este reținută de legături fizico-mecanice, iar îndepărtarea acestei ape necesită energie suplimentară. Apa legată are un efect semnificativ asupra proprietăților lemnului.

Cantitatea totală de apă din lemn este suma dintre liber și legat. Cantitatea maximă de apă legată este de aproximativ 30% la o temperatură de 15-20 ° C. Cantitatea limită de apă liberă depinde de densitate, adică. asupra cât de mare este volumul golurilor din lemn care pot fi umplute cu apă.

Starea lemnului, în care nu există apă liberă, iar pereții celulelor conțin cantitatea maximă de apă legată, se numește higroscopicitate sau limita de saturație a peretelui celular. Limita de higroscopicitate corespunde conținutului maxim de umiditate al pereților celulelor atunci când lemnul este umezit în aer saturat cu apă. Limita de saturație a peretelui celular este conținutul maxim de umiditate al pereților celulari ai lemnului proaspăt tăiat sau atunci când este depozitat pentru o perioadă lungă de timp în apă. În același timp, o anumită cantitate de apă liberă este, de asemenea, conținută în cavitățile celulelor. Astfel, conținutul de umiditate limită de saturație al pereților celulari este de 30% pentru rocile temperate.

Limita de umiditate a higroscopicității la o temperatură de 15-20 ° C este de 30% și puțin depinde de tipul de lemn.

Limita de umiditate a higroscopicității scade odată cu creșterea temperaturii și la 100 ° C este de 19-20%

Se disting următoarele niveluri de umiditate a lemnului: umed - fiind în apă de mult timp, conținutul său de umiditate este peste 100%; proaspăt tăiat - umiditate 50-100%; uscat la aer - depozitat în aer pentru o perioadă lungă de timp, umiditate 15-20%; cameră-uscat - umiditate 8-12%; absolut uscat - conținutul de umiditate al lemnului este de aproximativ 0%.

Tabelul 2.4 arată conținutul mediu de umiditate al lemnului proaspăt tăiat.

Tabel 2.4 - Conținutul mediu de umiditate al lemnului proaspăt tăiat

Din datele din Tabelul 2.4 se poate observa că cel mai mare conținut de umiditate al lemnului proaspăt tăiat este în brad, iar cel mai scăzut este în frasinul comun.

Uscarea lemnului. În timpul depozitării pe termen lung a lemnului tăiat în aer sau în interior, apa se evaporă. În acest caz, apa liberă este mai întâi îndepărtată, care se află în cavitățile celulelor, și apoi legată. Când lemnul se usucă, apa se evaporă de la suprafața sortimentului și apa din straturile interioare mai umede se deplasează în cele exterioare. Astfel, există o distribuție neuniformă a apei pe grosimea materialului. Cu cât grosimea materialului este mai mare, cu atât distribuția neuniformă a apei este mai mare.

Viteza de uscare depinde de condițiile meteorologice, metodele de așezare și tipul de sortiment. Vremea caldă și uscată accelerează uscarea. Cheresteaua scurtă și subțire se usucă mai repede decât cheresteaua lungă și groasă. În industrie, cele mai comune sunt două metode de uscare: atmosferică și camera.

Uscarea camerei se realizează în încăperi speciale numite camere de uscare. Aerul încălzit în încălzitoare este folosit ca agent de uscare. În camerele de uscare se controlează starea aerului și conținutul de umiditate al lemnului. Durata uscării în cameră este mult mai mică decât uscarea atmosferică.

În timpul uscării atmosferice, aerul atmosferic este utilizat ca agent fără încălzire artificială. Aerul conditionat nu este reglat.

Înainte de uscarea atmosferică, cheresteaua trebuie tratată cu antiseptice pentru a evita deteriorarea de către ciupercile care colorează lemnul. Pentru o mai bună circulație a aerului, se folosește o stivuire rară de cherestea. Uscarea atmosferică este considerată completă când se atinge 20-22% umiditate. Durata uscării cherestea de diferite grosimi în diferite zone climatice variază de la 2-3 luni până la unul sau două sezoane.

În timpul uscării atmosferice sau în cameră, lemnul capătă un conținut stabil de umiditate. Această stare se stabilește dacă elasticitatea vaporilor de apă din aerul înconjurător este egală cu elasticitatea vaporilor de apă la suprafața lemnului. Starea aerului se caracterizează printr-o anumită temperatură și presiune relativă a vaporilor. Fiecare combinație de temperatură și presiune relativă a vaporilor corespunde unui anumit conținut stabil de umiditate al lemnului. Această umiditate nu depinde de rocă, ci depinde de direcția procesului. Când apa este absorbită (sorbție) din aer, conținutul stabil de umiditate al lemnului este mai mic decât atunci când acesta se usucă (desorbție). Diferența dintre valorile umidității stabile în timpul sorbției și desorbției se numește histerezis de sorbție. În acest caz, trebuie avut în vedere faptul că numai conținutul de apă legată se modifică în timpul sorbției și desorbției. Lemnul tocat (ras, rumeguș) are o suprafață specifică mare și o histerezis neglijabilă (0,2%), iar conținutul său stabil de umiditate se numește echilibru. Pentru cheresteaua cu o grosime mai mare de 15 mm și o lățime mai mare de 100 mm, histerezisul este de 2,5%.

Contracție. Contracția este o scădere a dimensiunilor liniare și a volumului lemnului în timpul uscării. Începe după îndepărtarea completă a umidității libere din lemn și de la începutul îndepărtării umidității legate, adică. când umiditatea acestuia scade dincolo de limita de saturație a pereților celulari.

Apa legată se găsește în pereții celulari dintre microfibrile. Microfibrilele din pereți sunt direcționate în principal de-a lungul axei celulei, iar atunci când apa legată este îndepărtată din lemn, dimensiunile transversale ale celulelor și ale lemnului în ansamblu se schimbă mai mult. Contracția longitudinală din cauza unei ușoare pante a microfibrilelor este nesemnificativă. Contracția în direcția tangențială este de 1,5-2 ori mai mare decât în ​​direcția radială.

Contracția care apare atunci când toată apa legată (de la 30 la 50%) este îndepărtată se numește completă. Contracția liniară completă în direcția tangențială este în medie de 6-10%, în direcția radială 3-5%, de-a lungul fibrelor 0,1-0,3%, contracția volumetrică 12-15%.

Când tăiați buștenii bruti în scânduri, sunt prevăzute alocații pentru contracție, astfel încât, după uscare, cheresteaua și semifabricatele au dimensiunile specificate. Contracția depinde de densitatea lemnului: cu cât densitatea este mai mare, cu atât contracția acestuia este mai mare. Lemnul târziu al straturilor anuale se usucă mai mult decât lemnul timpuriu.

Tensiuni interne în lemn, crăpare și deformare. Tensiunile care apar fără participarea forțelor externe se numesc interne. Primul motiv pentru formarea tensiunilor în timpul uscării lemnului este distribuția neuniformă a apei. În primul rând, apa se evaporă din straturile de suprafață ale lemnului. Dacă în straturi de suprafață umiditatea va scădea dincolo de limita de saturație a pereților celulari, atunci ar trebui să apară contracția acestora. Cu toate acestea, datorită rezistenței straturilor interioare mai umede, straturile de suprafață nu se vor usca complet. Ca urmare, vor apărea tensiuni care sunt de tracțiune în zonele de suprafață și de compresiune în zona interioară.

Dacă tensiunile de tracțiune ating rezistența la tracțiune a lemnului peste fibre, atunci pot apărea fisuri (Figura 2.1): la începutul uscării pe suprafața sortimentului și la sfârșit - în interior (așa-numitele fistule).

Figura 2.1 - Fisurarea lemnului si sectiunilor de putere: a - fisuri exterioare in busteni; b - fisuri exterioare în bare; c – fisuri interne; d - secţiuni de putere.

Tensiunile interne sunt, de asemenea, stocate în materialul uscat și provoacă modificări ale dimensiunii și formei pieselor în timpul prelucrării mecanice a lemnului.

Tensiunile reziduale rămase după uscare pot fi îndepărtate prin prelucrare suplimentară cheresteaua (umezirea suprafeței cu abur sau apă).

Când lemnul se usucă sau se umezește, forma secțiunii transversale a plăcii se schimbă. Această schimbare de formă se numește warping. Deformarea poate fi transversală și longitudinală. Deformarea transversală (Figura 2.2, a, b, c) se exprimă printr-o modificare a formei secțiunii barelor și plăcilor. Cauza deformării transversale este diferența de contracție în direcțiile radială și tangențială. Placa de miez (Figura 2.2, b) își reduce dimensiunea spre margini; o placă a cărei parte exterioară este mai aproape de direcția tangențială se usucă mai mult decât cea interioară, care are direcție radială. Cu cât placa este mai aproape de miez, cu atât deformarea ei este mai mare.

Figura 2.2 - Tipuri de deformare: a, c - modificarea formei secțiunii transversale a barelor cu dispunerea diferită a straturilor la capăt; b - modificarea formei secțiunii transversale a plăcilor (miez și lateral); d - deformare longitudinală; d - aripile

Pe lungimea plăcii, se pot îndoi, dobândind o formă arcuită (Figura 2.2, d) sau să ia forma unei suprafețe elicoidale - aripi (Figura 2.2, e). Primul tip de deformare longitudinală se găsește la scândurile care conțin duramen și alburn (contracția duramenului și alburnului diferă oarecum pe lungimea fibrelor), precum și la lemnul cu călcâi, a cărui contracție longitudinală este mai mare decât cea a lemn sănătos. La cheresteaua se observă aripile cu o înclinare tangenţială a fibrelor. Contracția, uscarea și depozitarea corectă a cheresteaui pot preveni deformarea.

Absorbția umidității. Absorbția de umiditate a lemnului este capacitatea sa de a absorbi apa din aerul înconjurător, crescând în același timp conținutul de apă legată din lemn. Absorbția umidității depinde de temperatură și de elasticitatea relativă a vaporilor de aer. Absorbția apei din aer are loc treptat, încetinind până la limita higroscopicității. Absorbția umidității nu depinde de tipul de lemn.

Absorbția de umiditate a lemnului se referă la proprietățile sale negative. Pentru a reduce absorbția umidității, lemnul este acoperit cu lacuri, vopsele, tratament termic, impregnare cu rășini artificiale etc.

Umflătură. Umflarea este o proprietate a lemnului care este opusul contracției și respectă aceleași legi. Umflarea este o creștere a dimensiunilor liniare și a volumului lemnului cu o creștere a conținutului de apă legată.

Umflarea se observă cu o creștere a umidității până la limita higroscopicității, o creștere a apei libere (umplerea cavităților celulare) nu provoacă umflare. Cea mai mare umflare are loc în direcția tangențială și cea mai mică - de-a lungul fibrelor.

La fel ca și contracția, umflarea este o proprietate negativă a lemnului. Cu toate acestea, în unele cazuri, joacă un rol pozitiv: asigură conexiuni strânse în butoaie, bărci, țevi de lemn și nave.

Absorbtia apei. Absorbția apei - capacitatea lemnului de a absorbi apa lichidă prin picurare. Absorbția apei are loc atunci când lemnul intră în contact direct cu apa. În același timp, crește conținutul de umiditate legată și liberă din lemn. Cantitatea totală de apă liberă depinde de volumul cavităților din lemn. Absorbția apei depinde de tipul lemnului, de densitatea acestuia; cu cât densitatea lemnului este mai mare, cu atât mai mic este volumul cavităților care pot fi umplute cu apă liberă și, prin urmare, absorbția de apă va fi mai mică. Absorbția de apă a miezului este mai mică decât cea a alburnului. Rata de absorbție a apei este mai mare pentru specimenele cu dimensiuni mari ale suprafeței de capăt. Pe măsură ce temperatura crește, procesul de absorbție a apei se accelerează și el. Conținutul maxim de umiditate al lemnului în timpul absorbției de apă este dat în tabelul 2.5.

Tabel 2.5 - Conținutul maxim de umiditate al lemnului în timpul absorbției de apă

Din datele din tabelul 2.5, se poate observa că bradul are cea mai mare umiditate, iar carpenul are cea mai scăzută.

Densitatea lemnului. Densitatea unui material este caracterizată de raportul dintre masa și volumul acestuia. Densitatea se măsoară în kilograme pe metru cub sau grame pe centimetru cub.

Densitatea unei substanțe lemnoase este raportul dintre masa și volumul pereților celulari. Deoarece compoziția chimică elementară a lemnului este aproape aceeași pentru diferite rase, atunci densitatea substanței lemnoase este aproximativ aceeași pentru toate speciile. Are o medie de 1,53 g/cm 3 .

Densitatea lemnului depinde de conținutul de umiditate și, pentru comparație, valorile densității conduc întotdeauna la un singur conținut de umiditate, care este de 12%.

Există o relație strânsă între densitatea și rezistența lemnului. Cu cât grosimea pereților celulari este mai mare, cu atât este mai mare densitatea și, în consecință, rezistența lemnului.

Porozitatea lemnului este determinată de volumul golurilor interne (cavități celulare, spații intercelulare) și se exprimă ca procent din volumul lemnului în stare absolut uscată. Porozitatea depinde de densitatea lemnului: cu cât densitatea este mai mare, cu atât porozitatea lemnului este mai mică. Valoarea porozității variază de la 40 la 77%.

Tabelul 2.6 prezintă valorile densității medii pentru diverse rase.

Tabelul 2.6 - Valori medii de densitate

Din datele din Tabelul 2.6 se poate observa că densitatea lemnului variază într-un interval foarte larg. Mai mult, carpenul are cea mai mare densitate, iar bradul siberian are cea mai mică.

Densitatea lemnului este de mare importanță practică. Lemnul cu o densitate mare (cifis, carpen, fag, artar, par) este deosebit de apreciat in productie pentru rezistenta si buna lucrabilitate.

Lemnul speciilor vasculare inelare de foioase are o densitate inegală, partea incipientă a stratului anual este poroasă, cea mai târziu este mai densă. Un astfel de lemn este mai dificil de lăcuit și lustruit, dar are alte caracteristici. proprietăți valoroase, de exemplu, se îndoaie bine. Lemnul de conifere are o densitate redusă, iar lemnul de esență tare difuz are o densitate mare, deci este prelucrat curat, bine lăcuit și lustruit.

Proprietățile termice ale lemnului.

Capacitatea de căldură este capacitatea lemnului de a absorbi căldura atunci când este încălzit. Capacitatea termică specifică este cantitatea de căldură necesară pentru a încălzi 1 kg de lemn cu 1 o C. Capacitatea termică este măsurată în jouli pe kilogram ∙ grad Celsius.

Capacitatea termică specifică a lemnului absolut uscat la o temperatură de 0 o este de 1,55 kJ / kg ∙ o C, cu creșterea temperaturii și umidității, capacitatea termică crește. La o umiditate de 60% și o temperatură a aerului de 20 ° C, capacitatea termică specifică a lemnului va fi de 1,78 kJ / kg ∙ ° C. Valoarea capacității termice este importantă la uscare, aburire, aburire a lemnului.

Conductivitatea termică este capacitatea lemnului de a conduce căldura. Pentru a caracteriza conductivitatea termică se utilizează coeficientul de conductivitate termică.

Conductivitatea termică depinde de umiditate, densitate, temperatură și direcția fluxului de căldură. Odată cu creșterea tuturor acestor indicatori, conductivitatea termică crește.

Lemnul are o conductivitate termică scăzută în comparație cu alte materiale, ceea ce a determinat utilizarea pe scară largă în construcția de locuințe. Da, grosimea pereți din lemn mai mică decât grosimea cărămizii.

Difuzitatea termică este capacitatea lemnului de a egaliza temperatura atunci când este încălzit sau răcit. Se caracterizează printr-un coeficient de difuzivitate termică. Depinde în mare măsură de conținutul de umiditate al lemnului: cu cât lemnul este mai uscat, cu atât difuzivitatea lui termică este mai mare. Acest lucru se datorează faptului că cavitățile celulelor sunt umplute cu aer, a cărui difuzivitate termică este mai mare decât cea a apei. Difuzitatea termică este mai mare de-a lungul fibrelor decât de-a lungul fibrelor. Este important la uscare, impregnare, abur, deoarece vă permite să determinați timpul necesar pentru încălzirea lemnului.

Expansiunea lemnului. Expansiunea lemnului în timpul încălzirii este caracterizată de coeficientul de dilatare liniară, adică. o modificare a lungimii unității când este încălzit cu 1 o C. Coeficientul de dilatare liniară a lemnului depinde de direcție: de-a lungul fibrelor, dilatarea este de 7-10 ori mai mare decât de-a lungul fibrelor.

Proprietățile electrice ale lemnului.

Conductivitatea electrică este capacitatea lemnului de a conduce electricitate. O caracteristică a conductivității electrice este rezistența electrică. Conductivitatea electrică a lemnului depinde de specie, de direcția fibrelor și de conținutul de umiditate al acestuia.

Conductivitatea electrică a lemnului este importantă dacă este folosit pentru stâlpi de linii electrice, linii de comunicație, mânere de scule electrice.

Rezistența electrică - capacitatea lemnului de a rezista la defecțiuni, adică capacitatea lemnului de a reduce rezistența atunci când un curent de înaltă tensiune este aplicat lemnului.

Rezistența electrică a lemnului este scăzută și depinde de specie, umiditate, temperatură și direcția fibrelor. Odată cu creșterea temperaturii și umidității, puterea electrică scade. Tabelul 2.7 prezintă rigiditatea dielectrică a lemnului unor specii.

Tabel 2.7 - Rezistenta electrica a lemnului unor specii

Din datele din tabelul 2.7 se poate observa că la un conținut de umiditate de 0%, mesteacănul în direcțiile radială și tangenţială are cea mai mare rezistenţă electrică, iar cea mai scăzută de-a lungul fibrelor. La un conținut de umiditate de 33% în direcția radială, pinul are cea mai mare rezistență electrică, iar mesteacănul are cea mai scăzută.

Pentru a crește rezistența electrică a lemnului și a reduce conductivitatea electrică atunci când este utilizat ca izolator, lemnul este impregnat cu ulei de transformator, parafină și rășini artificiale. Lemnul în stare uscată nu conduce electricitatea, adică este un dielectric.

Proprietățile sonore ale lemnului.

Conductivitatea sunetului lemnului este caracterizată de viteza de propagare a sunetului. Viteza sunetului crește pe măsură ce densitatea lemnului scade și rigiditatea lemnului crește.

Proprietățile de izolare fonică ale lemnului includ transmisia și absorbția sunetului. Când sunetul circulă prin aer, se generează presiunea sonoră. Transmiterea sunetului este evaluată prin diferența de presiune acustică în fața și în spatele unui despărțitor din lemn. Reducerea relativă a puterii sunetului se numește coeficient de transmisie a sunetului.

Când sunetul trece prin lemn, o parte din energia sonoră este absorbită de acesta datorită frecării interne. Acest fenomen se caracterizează prin coeficientul de absorbție a sunetului, care depinde de proprietățile materialului. Coeficientul de absorbție a sunetului este raportul dintre energia acustică pierdută într-un material și energia acustică incidentă asupra materialului.

Cu cât conductivitatea sunetului este mai mică, cu atât este mai mare absorbția sunetului. Atunci când se utilizează lemn în construcția de locuințe ca material de izolare fonică, se iau în considerare indicatorii proprietăților sale sonore.

Proprietățile de rezonanță ale lemnului. Lemnul este utilizat pe scară largă pentru a face plăcile de sunet ale instrumentelor muzicale. Un astfel de lemn se numește rezonant. Proprietățile de rezonanță ale lemnului se caracterizează prin capacitatea sa de a amplifica sunetul fără a distorsiona tonul.

La lemn rezonant sunt prezentate următoarele cerințe: ar trebui să fie multistratificat, lățimea inelelor anuale ar trebui să fie de 1-4 mm, procentul de lemn târzie ar trebui să fie între 20-30%; nu sunt permise nodurile, călcâiul și panta fibrelor.

2.3 Proprietăţile mecanice ale lemnului

Proprietățile mecanice caracterizează capacitatea lemnului de a rezista la acțiunea forțelor. LA proprietăți mecanice lemnul include rezistența și deformabilitatea, precum și unele proprietăți operaționale și tehnologice.

Rezistență - capacitatea lemnului de a rezista distrugerii sub acțiunea forțelor mecanice; caracteristica sa este rezistenta la tractiune - solicitarea maxima la care poate rezista lemnul fara a se rupe. Indicatorii de rezistență sunt setați atunci când se testează lemnul pentru compresiune, tensiune, încovoiere, forfecare și rareori torsiune.

Deformabilitatea este o modificare a formei și dimensiunii lemnului sub influența forțelor externe.

Rezistența la tracțiune a lemnului. Se efectuează un test de tracțiune de-a lungul fibrelor pe probe formă complexă(Figura 2.3).

Figura 2.3 - Încercarea de întindere a lemnului de-a lungul fibrelor: a - proba; b - schema de fixare a probei în mânerele mașinii de testare

Distrugerea are loc sub formă de rupere a fibrelor. Caracterul ruperii fibrei poate fi cu granulație lungă sau ciupită pentru lemnul cu rezistență ridicată și neted sau concoidal pentru lemnul cu rezistență scăzută.

Rezistența medie la tracțiune de-a lungul fibrelor pentru toate rocile este de 130 MPa. Rezistența la tracțiune de-a lungul fibrelor este foarte influențată de structura lemnului. Chiar și o ușoară abatere de la aranjarea corectă a fibrelor determină o scădere a rezistenței.

Rezistența la tracțiune a lemnului de-a lungul fibrelor este foarte scăzută și, în medie, este de 1/20 din rezistența la tracțiune de-a lungul fibrelor, adică 6,5 MPa. Prin urmare, lemnul nu este aproape niciodată folosit în părțile care lucrează în tensiune peste fibre. Rezistența lemnului peste fibre este importantă în dezvoltarea modurilor de tăiere și a modurilor de uscare a lemnului. Tabelul 2.8 arată rezistența la tracțiune a lemnului de-a lungul fibrelor.

Tabel 2.8 - Rezistența la tracțiune a lemnului de-a lungul fibrelor

Din datele din tabelul 2.8, se poate observa că la un conținut de umiditate de 12%, salcâmul alb are cea mai mare rezistență la tracțiune, iar bradul siberian are cea mai scăzută. La un conținut de umiditate de 30% sau mai mult, mesteacănul are cea mai mare rezistență la tracțiune, iar bradul siberian are cea mai scăzută.

Rezistența la compresiune a lemnului. Testul de compresie a fibrei lemnului este cel mai frecvent. Acest lucru se datorează ușurinței de aplicare a sarcinii, precum și faptului că lemnul are o rezistență ridicată la compresia fibrelor.

Pentru un test de compresie se folosește o probă sub forma unei prisme dreptunghiulare cu o bază de 20 × 20 mm și o înălțime (de-a lungul fibrelor) de 30 mm (Figura 2.4).

Figura 2.4 - Proba pentru testul de compresie de-a lungul fibrelor

Rezistența medie la tracțiune pentru toate rocile este de 50 MPa (la un conținut de umiditate de 12%). Rezistența la compresiune a lemnului peste fibre este de aproximativ 10 ori mai mică decât de-a lungul fibrelor. Tabelul 2.9 arată rezistența la compresiune a lemnului de-a lungul fibrelor.

Tabel 2.9 - Rezistența la compresiune a lemnului de-a lungul fibrelor

Din datele din tabelul 2.8 se poate observa că cea mai mare rezistență la compresiune de-a lungul fibrelor la un conținut de umiditate de 12% este salcâmul alb, iar cea mai mică este plopul și bradul siberian. La un conținut de umiditate de 30% sau mai mult, salcâmul alb are cea mai mare rezistență, iar bradul siberian are cea mai mică.

Rezistența lemnului la îndoire statică. Testele sunt efectuate pe mostre cu secțiune transversală dreptunghiulară de 20×20×300 mm. Proba este așezată pe suporturi și încărcată cu două cuțite de presiune (Figura 2.5)

Ruptura poate fi ascuțită, indicând lemn de înaltă calitate, și netedă, cu proeminențe mici contondente în lemn de calitate scăzută. În medie, pentru toate rocile, rezistența la încovoiere este de 100 MPa, adică de 2 ori rezistența la compresiune de-a lungul fibrelor.

Pe lângă îndoirea transversală obișnuită, când fibrele de lemn sunt direcționate de-a lungul axei barei, există cazuri de îndoire a lemnului când fibrele sale sunt direcționate peste axa barei.

Figura 2.5 - Schema de testare a lemnului pentru îndoire statică

Rezistența finală la încovoiere în ultimul caz este de 4-5% din rezistența finală la încovoiere normală. Tabelul 2.10 prezintă date privind rezistența lemnului la încovoiere statică.

Tabel 2.10 - Rezistența lemnului la încovoiere statică

Din datele din tabelul 2.10 se poate observa că la un conținut de umiditate de 12,30% sau mai mult, salcâmul alb are cea mai mare rezistență la încovoiere statică, iar bradul și plopul siberian au cea mai scăzută.

Rezistența la forfecare a lemnului. În încercările de forfecare, probei sunt aplicate două forțe egale și opuse, distructivîntr-un plan paralel cu acestea. Există trei cazuri de forfecare (Figura 2.6): ciobire de-a lungul și peste fibre și tăiere.

Figura 2.6 - Cazuri de forfecare a lemnului: a - ciobirea de-a lungul fibrelor; b - ciobirea fibrelor; c - tăierea peste fibre

Despicarea de-a lungul fibrelor este una dintre cele mai importante proprietăți mecanice ale lemnului. Pentru încercarea de forfecare de-a lungul fibrelor, utilizați o eșantionă de testare a cărei formă și dimensiuni sunt prezentate în Figura 2.7. În probă se măsoară lățimea b și lungimea l a zonei de așchiere, după care este instalată într-un dispozitiv special și adusă la distrugere.

Rezistența la forfecare de-a lungul fibrelor este 1/5 din rezistența la compresiune de-a lungul fibrelor. La lemnele de esență tare cu raze de miez late (fag, stejar, carpen), așchierea de-a lungul planului tangențial este cu 10-30% mai mare decât așchierea de-a lungul planului radial.

Figura 2.7 - Probă pentru testarea lemnului pentru așchiere de-a lungul fibrelor

Rezistența la tracțiune la forfecare peste fibre este de aproximativ 2 ori mai mică decât rezistența la tracțiune la forfecare de-a lungul fibrelor. Rezistența lemnului atunci când este tăiat peste fibre este de 4 ori mai mare decât rezistența la forfecare de-a lungul fibrelor. Tabelul 2.11 prezintă date despre rezistența lemnului la forfecare de-a lungul fibrelor.

Tabel 2.11 - Rezistența lemnului la așchierea de-a lungul fibrelor

Din datele din tabelul 2.11 se poate observa că carpenul are cea mai mare rezistență la tracțiune în plan radial la un conținut de umiditate de 12%, la 30%

Duritate. Duritatea este proprietatea lemnului de a rezista la introducerea unui corp de o anumita forma. Duritatea suprafeței de capăt este mai mare decât duritatea suprafeței laterale (tangențială și radială) cu 30% pentru foioase și cu 40% pentru conifere. În funcție de gradul de duritate, toate speciile de arbori pot fi împărțite în trei grupuri:

moale - duritate finală de 40 MPa sau mai puțin (pin, molid, cedru, brad, ienupăr, plop, tei, aspen, arin, castan);

dur - duritate finală 40,1 - 80 MPa (zada, mesteacăn siberian, fag, stejar, ulm, ulm, ulm, platan, frasin de munte, artar, alun, nuc, curmal, măr, frasin);

foarte tare - duritate finală mai mare de 80 MPa (lăcustă albă, mesteacăn de fier, carpen, câini, cimiș, fistic, tisă).

Duritatea lemnului este esențială atunci când se prelucrează cu unelte tăietoare: frezare, tăiere, decojire, precum și în acele cazuri când este supus la abraziune la construirea podelelor, scărilor, balustradelor.

puterea impactului. Rezistența la impact caracterizează capacitatea lemnului de a absorbi lucrul la impact fără a se rupe. Determinat în timpul încercărilor de încovoiere. Cu cât este nevoie de mai multă muncă pentru a distruge proba, cu atât este mai mare vâscozitatea.

După natura fracturii, se poate judeca calitatea lemnului. Lemnul dens dă o fractură ascuțită, lemnul fragil dă o fractură netedă (concoidală). Lemnul de esență tare are o vâscozitate mai mare (de aproximativ 1,5-2 ori) în comparație cu lemnul de esență moale.

Rezistența la uzură a lemnului este capacitatea straturilor de suprafață de a rezista la uzură, adică fractură în timpul frecării.

Rezistența la uzură depinde de densitate și duritate, de direcția în raport cu fibrele, dar și de umiditate. Odată cu creșterea densității, uzura și duritatea de la suprafața lemnului scade. Conținutul de umiditate al lemnului îl face mai ușor de purtat. Uzura lemnului de pe suprafața laterală este mai mare decât de la capăt.

Capacitatea lemnului de a ține elemente de fixare metalice. Când un cui este băgat în lemn, fibrele acestuia sunt parțial tăiate, îndoite, distruse și apar deformații elastice pe lateral. Pe suprafața unghiei, aceste deformații exercită o presiune care provoacă frecare pentru a ține unghia în lemn.

Cantitatea de rezistență la smulgere depinde de direcția cuiului sau șurubului în raport cu boabele, tipul lemnului și densitatea. Pentru a scoate un cui antrenat de-a lungul fibrelor, este necesară mai puțină forță (cu 10-50%) în comparație cu forța necesară pentru a smulge aceeași unghie antrenată peste fibre. Cu cât densitatea lemnului este mai mare, cu atât este mai mare rezistența la smulgerea unui cui sau șurub.

Creșterea conținutului de umiditate al lemnului facilitează introducerea unui cui în el. Când lemnul se usucă, capacitatea lui de a ține unghiile scade, deoarece deformațiile elastice degenerează în altele reziduale, iar frecarea care ține unghia scade.

Capacitatea lemnului de a se îndoi. Capacitatea lemnului de a se îndoi îi permite să se îndoaie. O capacitate mai mare de îndoire se remarcă prin lemnul din speciile inelare-vasculare - stejar, frasin etc., și din speciile vascularizate împrăștiate - fag. Coniferele au o capacitate mai mică de a se îndoi. Lemnul este supus la îndoire, care este în stare încălzită și umedă. Aceasta crește flexibilitatea lemnului și permite, datorită regenerării în timpul răcirii și uscării ulterioare sub sarcină, să se fixeze o nouă formă a piesei.

Capacitatea lemnului de a se despica. Acest lemn are o importanță practică, deoarece unele sortimente ale acestuia sunt recoltate prin despicare (nituire, jantă, ace de tricotat, șindrilă etc.).

Despicarea poate avea loc de-a lungul planurilor radial și tangențial. Rezistența la despicare în plan radial al lemnului de esență tare este mai mică decât în ​​plan tangențial. Acest lucru se datorează influenței razelor de miez (la stejar, fag, carpen). La conifere, dimpotrivă, despicarea de-a lungul planului tangențial este mai mică decât de-a lungul celui radial. Odată cu despicarea tangenţială a coniferelor, distrugerea are loc în lemnul timpuriu, a cărui rezistenţă este mult mai mică decât rezistenţa lemnului târziu.

Modificări ale proprietăților lemnului. Lemnul este un material viu și, prin urmare, proprietățile sale variază în funcție de diferiți factori. Aceste proprietăți nu sunt aceleași pentru diferite specii de arbori, dar sunt diferite în cadrul aceleiași specii. Proprietățile lemnului variază în funcție de vârstă, condiții de creștere, timp, tăiere etc. Condițiile de creștere includ calitatea și starea solului, caracteristicile climatice, tipul de pădure, altitudinea.

Indicatorii proprietăților fizice și mecanice ale lemnului sunt într-o oarecare măsură legați de densitatea acestuia. Deci, de-a lungul înălțimii trunchiului, densitatea lemnului scade în direcția de la fund spre vârf. De-a lungul razei trunchiului se schimbă și proprietățile. Densitatea lemnului este influențată de forma trunchiului și de natura dezvoltării coroanei.

3. MATERIALE PRODUSE DIN LEMN

3.1 Lemn rotund

Trunchiul unui copac căzut (tăiat), în care rădăcinile, vârful și ramurile sunt separate, se numește bici. Biciurile sunt împărțite în trei grupe în funcție de randamentul lemnului comercial (tabelul 3.1).

Tabel 3.1 - Norme de ieșire din bici a lemnului comercial

Conform Tabelului 3.1, se poate observa că coniferele au cel mai mare randament de lemn comercial dintr-un bici, iar lemnul tare moale poate avea cel mai mic.

Biciurile sunt furnizate fără rădăcină. Ele permit curbura de peste 5% din lungimea biciului, putregaiul inimii, care ocupă mai mult de 65% din suprafața capătului inferior și putregaiul extern putred. Biceurile se iau in calcul in metri cubi; volumul este determinat de lungimea și grosimea biciului la o distanță de 1,3 m de capătul inferior folosind tabelele corespunzătoare individual, precum și prin metode de grup.

La tăierea bicilor se obțin sortimente rotunde sub formă de bușteni, bușteni și bilanțuri. Buștenii se numesc sortimente destinate utilizării sub formă rotundă sau ca materie primă pentru producția de cherestea de uz general. Coastele se numesc sortimente care sunt folosite pentru a produce tipuri speciale de produse forestiere (cherestea de aviație, traverse, furnir decojit sau rindeluit, chibrituri etc.). Sortimentele corespunzătoare în lungime dimensiunilor de lucru ale echipamentelor pentru prelucrarea lemnului se numesc churaks. Bilanțurile sunt sortimente rotunde (sau divizate) destinate procesării în celuloză și pastă de lemn. Longitudinea este o secțiune a biciului, a cărei lungime este un multiplu al lungimii sortimentului rezultat și include o alocație pentru tăiere. În construcții și agricultură se folosesc sortimente de dimensiuni mici (6-13 cm în diametru) - stâlpi.

Cherestea rotundă după grosime (diametrul măsurat la capătul superior) se împarte în altele mici - de la 6 la 13 cm grosime; mediu - de la 14 la 24 cm; mare - de la 26 cm și mai mult.

Lungimea lemnului depinde de scopul lor și variază de la 0,5 (pentru fabricarea cabanelor) la 17 m (catarge pentru nave).

Cheresteaua rotundă include și materii prime tehnologice pentru diverse industrii, recoltate din lemn de calitate scăzută. Este destinat producției de panouri pe bază de lemn, cherestea pentru containere și produse de hidroliză.

3.2 Cheresteaua (produse tăiate)

Există trei tipuri de produse tăiate, care, în funcție de gradul crescând de pregătire pentru utilizare ulterioară în produse și structuri, sunt aranjate în următoarea ordine: materiale tăiate (cherestea), semifabricate tăiate și piese tăiate.

Cherestea se obtine prin taierea bustenilor; semifabricatele sunt realizate din cherestea; piese - din semifabricate sau direct din lemn rotund. Semifabricatele tăiate diferă de cheresteaua prin faptul că corespund ca mărime și calitate pieselor specifice viitoare cu toleranțe pentru contracție și prelucrare. Piesele tăiate, spre deosebire de semifabricate, nu necesită prelucrare suplimentară.

Materiale tăiate. Cherestea este împărțită în cherestea de uz general și cherestea specială (aviație, rezonantă)

În funcție de forma și dimensiunile secțiunii transversale, cheresteaua de uz general este împărțit în plăci - dacă lățimea este de două ori mai mare decât grosimea (Figura 3.1, d, e, f, g), bare - dacă lățimea este mai mică decât dublați grosimea (Figura 3.1, h) și barele (pentru cheresteaua de rasinoase) - dacă lățimea și grosimea sunt mai mari de 100 mm. În funcție de numărul de laturi tăiate, barele (Figura 3.1, a, b, c) pot fi cu două muchii, trei și patru muchii.

Obapol este ultima parte a bușteanului care rămâne la tăierea plăcilor, tăiate pe lungime și destinată fixării lucrărilor miniere. Obapolul poate fi de două tipuri: o placă cu o suprafață exterioară fără propilenă (Figura 3.1, i) și o scândură (Figura 3.1, j) cu o suprafață exterioară tăiată mai mult de jumătate din lungime. Obapolul este fabricat din lemn de conifere; trebuie decojit, tăiat de la capete și delimpat la același nivel cu suprafața exterioară.

Separaturi tăiate. Billete pentru uz general și special sunt produse sub formă de produse comercializabile.

Semifabricatele de uz general sunt fabricate din lemn de esență moale și cherestea de esență tare. Sunt destinate fabricarii de piese folosite in constructii, autoturisme, auto, nave, vagoane si utilaje agricole, mobilier, parchet. După tipul de prelucrare, piesele de prelucrat sunt împărțite în tăiate, obținute prin tăiere, și calibrate, rindeluite (frezate) după tăiere pentru a da dimensiuni precise în grosime și lățime. În plus, se produc semifabricate lipite, realizate din mai multe semifabricate mai mici prin lipirea lor pe lungime, lățime sau grosime. Astfel de semifabricate sunt în esență materiale compozite.

Figura 3.1 - Tipuri de cherestea: bare: a - cu două muchii; b - cu trei tăișuri; c - cu patru muchii; scânduri: g - netivită; d - pur tivit; e - tivit cu un declin tocit; g - tivit cu o scădere ascuțită; h - bară; și - croacer de plăci; a - promenada; l - traversă netivită; m - dormitor tivit

În funcție de dimensiunile secțiunii transversale, piesele de prelucrat sunt subțiri (grosime de până la 32 mm inclusiv) și groase. În plus, plăcile se disting - cu o lățime mai mare decât dublul grosimii și bara - cu o lățime mai mică de dublu față de grosime.

Lungimea semifabricatului este setată de la 0,3 m (pentru conifere - de la 0,5 m) la 1 m cu o gradație de 50 mm și mai mult de 1 m cu o gradație de 100 mm.

Semnele cu destinație specială sunt împărțite în: semifabricate de aviație din conifere și lemn de esență tare; semifabricate pentru schiuri; semifabricate de schi; semifabricate rezonante din lemn pentru instrumente muzicale; semifabricate pentru vâsle, piese din lemn de roți de căruță trase de cai; bare pentru țesut navete; bobine și mulinete; pantofi cu toc; sectoare pentru forme de pantofi.

Blankurile de rezonanță sunt destinate fabricării de punți de tastatură, instrumente ciupite și arcuite. Piesele de prelucrat sunt produse din lemn de molid și brad caucazian, cedru siberian.

Detalii tăiate. Piesele tăiate includ traverse și grinzi de transfer căi ferate, benzi pentru scuturi de reținere a zăpezii etc.

Traversele pentru căile ferate cu ecartament larg pot fi de trei tipuri: 1 - pentru șinele principale, 2 - pentru șinele de gară și siding, 3 - pentru liniile cu trafic redus ale întreprinderilor industriale. Traversele sunt, de asemenea, împărțite în netivite (Figura 3.1, l), tăiate numai pe două laturi opuse și tivite (Figura 3.1, m), tăiate din toate cele patru laturi.

Traversele pentru căile ferate cu ecartament îngust sunt mai mici decât cele cu ecartament larg. Sunt produse trei tipuri: 1, 2, 3 și pot fi tivite sau netivite.

Grinzile pentru covoare ale căilor ferate cu ecartament îngust și larg sunt similare ca formă și dimensiuni transversale cu traversele. Sunt fabricate din lemn din aceeași specie ca și traversele.

Traversele pentru metrou sunt din lemn de pin sau mesteacăn. Sunt impregnate cu uleiuri antiseptice.

3.3 Lemn rindeluit, decojit, despicat, tocat

Prin rindeluire, furnir, așchii de ipsos, așchii de ambalare și alte scopuri sunt produse. Furnirul feliat sunt foi subțiri de lemn cu o textură și o culoare frumoasă. Acest material de fațare este realizat din lemn de esență tare: stejar, frasin, fag și o serie de altele, precum și din specii exotice: mahon, lemn de lămâie etc. Furnirul tăiat este obținut din lemn și din unele specii de conifere - zada, tisa.

In functie de planul de rindeluire se disting patru tipuri de furnir: radial, semiradial, tangential si tangential-end. Se numește furnir semiradial, în care sunt vizibile linii drepte paralele de straturi anuale pe cel puțin 3/4 din suprafața frunzei. În furnirul feliat cu capăt tangențial obținut din creșteri, straturile de creștere au forma unor linii curbe închise, iar razele de miez au forma unor linii curbe sau linii.

Sindrila din ipsos se obține din deșeuri de lemn de conifere și foioase moale nu numai prin rindeluire, ci și prin despicare sau tăiere. Sindrila din ipsos este folosită la construcția clădirilor rezidențiale.

Așchii de ambalare se obțin și prin rindeluire, dar datorită dimensiunilor reduse, sunt clasificați ca lemn mărunțit.

Prin decojire, furnirul se obține sub formă de fâșie continuă de lemn. Banda de furnir rezultată este tăiată în foi tăiate înainte și după uscare. Furnirul decojit este destinat fabricării de lemn stratificat lipit și placarea suprafeței produselor din lemn. Furnirul utilizat pentru placare diferă de furnirul feliat într-un efect decorativ mai mic, dar are foi mai mari.

Prin împărțire se obțin solduri împărțite. Îndepărtarea putregaiului inimii din lemnul de calitate scăzută atunci când despicați buștenii vă permite să obțineți o materie primă cu drepturi depline pentru producția de celuloză și pastă de lemn. Dintre sortimentele împărțite, se pot remarca doagele de butoi, jantele de roți, alergătorii de sanie etc.

Lemnul mărunțit include: așchii, lemn zdrobit, așchii, rumeguș, făină de lemn și praf. Unele dintre ele, cum ar fi lemnul zdrobit și praful de lemn, sunt folosite doar ca produse semifabricate în producția de materiale compozite.

Chipsuri. Acest tip de produs se obtine prin macinarea materiilor prime lemnoase cu tocatoare sau unitati de lucru corespunzatoare in cadrul liniilor tehnologice. Există cipuri tehnologice, cipuri verzi (cu un amestec de scoarță, ace, frunze) și cipuri de combustibil.

Lemnul din toate speciile de conifere și foioase este utilizat în producția de așchii de lemn pentru producerea de pastă sulfat și semiceluloză, drojdie, alcool, plăci de fibre și PAL. Compoziția în specii a așchiilor de lemn pentru alte scopuri este diferențiată ținând cont de proprietățile chimice și de structura lemnului. De exemplu, pentru producerea de glucoză se folosesc așchii din lemn de conifere, pentru xilitol - din mesteacăn, pentru furfural - din lemn de esență tare.

Rumeguș tehnologic. Rumegul se obține prin tăierea lemnului. Acest tip de lemn mărunțit este utilizat pentru producția de celuloză, produse din industria chimică a lemnului și a hidrolizei și fabricarea panourilor pe bază de lemn. Pentru plantele de hidroliză a profilului de alcool și drojdie se poate folosi rumeguș din lemn de unele specii de conifere sau foioase; este permisă folosirea unui amestec de rumeguș de conifere și lemn de esență tare (dar pentru producerea alcoolului trebuie să existe cel puțin 80% conifere). Pentru plantele cu profil furfural este permis numai rumegușul din lemn de esență tare. Rumegul nu trebuie să conțină mai mult de 8% scoarță, 5% putregai și 0,5% impurități minerale.

Așchii de lemn. Este fabricat din cherestea rotundă, deșeuri cocoloase de la fabrică de cherestea, prelucrarea lemnului, placaj și producția de chibrituri. Este destinat ambalării produselor alimentare și industriale, pentru fabricarea plăcilor din fibrile etc. În cele mai multe cazuri, se folosesc lemn de esență moale și tare moale. De exemplu, pentru ambalarea fructelor se folosesc așchii subțiri și înguste numai din lemn de molid, tei și aspin, iar pentru ambalarea ouălor se folosesc așchii mai mari de molid și brad.

Făină de lemn. Este un produs de măcinare mecanică uscată a fabricii de cherestea și a deșeurilor din prelucrarea lemnului. Este folosit ca umplutură, material de filtrare, absorbant și este utilizat în producția de materiale plastice, linoleum, explozivi industriali și alte scopuri. În funcție de scop, făina de lemn este produsă din lemn de esență moale sau tare.

3.4 Compozite din lemn și lemn modificat

Produsele din lemn compozit pot fi împărțite în două subgrupe: lemn lipit și materiale pe bază de lemn mărunțit. Lemnul masiv cu proprietăți modificate este luat în considerare separat.

Lemn lipit.

Conceptul de lemn lipit acoperă trei tipuri de materiale - lemn stratificat lipit, lemn masiv lipit și lemn combinat lipit. Lemnul laminat stratificat include produsele obtinute din furnir: placaj, placi de placaj, laminate pe baza de lemn, precum si produse curbate lipite. Lemnul masiv lipit include produsele din lemn masiv: scânduri lipite, bare, grinzi, scânduri folosite ca semifabricate, semifabricate, piese și produse. Lemnul stratificat compozit include materialele obținute prin combinarea lemnului masiv și furnirului - plăci.

Unele dintre tipurile de lemn laminat enumerate nu sunt materiale, ci produse finite: altele sunt prelucrate în cadrul aceleiași întreprinderi de producție și nu sunt produse comerciale.

Placaj. Acest material lemnos laminat cel mai obișnuit constă din trei sau mai multe foi de furnir decojit lipite împreună cu aranjament reciproc perpendicular de fibre în straturi adiacente. Placajul este folosit în construcții, construcții navale, construcții de trăsuri, inginerie mecanică și alte industrii. Utilizarea diversă și pe scară largă a placajului se datorează faptului că, în comparație cu cheresteaua, are o anizotropie mai mică; capacitatea redusă de a se umfla, contracta, deforma și crăpa, poate fi realizată sub formă de foi mari cu o grosime relativ mică; ia cu ușurință o formă curbată și are alte avantaje.

Placi de placaj. Aceste materiale lipite includ cel puțin șapte straturi de furnir decojit și au o grosime semnificativă: 8-78 mm. Placile de placaj sunt folosite in constructia de masini, inginerie agricola, industria auto, sunt folosite si la fabricarea de schiuri, manere si carlige pentru bastoane de hochei, pentru bastoane pentru copii total lipite. Placile pot fi acoperite cu furnir feliat. Pentru straturile interioare se foloseste furnir de mesteacan, tei, pin.

Laminate din lemn. Acest material compozit este realizat printr-un proces de tratament termic la presiune înaltă din foi de furnir lipite împreună cu adezivi sintetici. Laminatele din lemn sunt utilizate în inginerie electrică, construcții navale (material pentru rulmenții din tubul de pupa), inginerie mecanică ca material structural, auto-lubrifiant, anti-fricțiune.

farfurii de tâmplar. Aceste materiale compozite, care sunt utilizate în industria mobilei, construcții navale, construcții de mașini și construcții, sunt realizate din plăci șipci lipite pe ambele părți cu două straturi de furnir decojit. Pentru fabricarea scuturilor de plăci se folosesc lemn de esență moale și tare moale.

Materiale compozite pe baza de lemn zdrobit.

Plăci PAL (PAL). Acest material compozit este obținut prin presarea la cald a particulelor de lemn amestecate cu un liant. Plăcile aglomerate sunt utilizate pe scară largă în producția de mobilier, construcții și alte domenii.

Particulele de lemn sunt obținute prin prelucrarea materiilor prime tehnologice (lemn de calitate scăzută), așchiilor tehnologice, precum și a deșeurilor din industria prelucrării lemnului și a placajului și parțial a rumegușului. Ca liant pentru producția de plăci aglomerate, carbamidă, precum și rășini fenol-formaldehidă și melamină-formaldehidă sunt cel mai des folosite. Într-o placă cu un singur strat, dimensiunile particulelor de lemn și conținutul de liant sunt aproximativ aceleași pe întreaga sa grosimi. Într-o placă cu trei straturi, stratul interior diferă de straturile exterioare în ceea ce privește dimensiunea particulelor și conținutul de liant. O placă multistrat are mai mult de trei straturi, situate simetric față de stratul din mijloc.

Pentru a conferi biorezistență, apă și foc plăcilor de particule, în ele sunt introduse antiseptice. Plăci promițătoare cu particule brute - pentru construcții, plăci cu consum redus de material și calitate superioară suprafețe - pentru producția de mobilă și plăci subțiri monostrat de presare continuă - pentru containere, panouri.

Plăci din fibre de lemn (MDF). Este un material stratificat realizat prin presarea la cald sau uscarea unei mase de fibre de lemn formate într-un covor. Celulele, fragmentele și grupurile lor obținute prin spargerea lemnului (așchii) sunt denumite în mod convențional fibre de lemn.

Plăcile din fibre sunt utilizate în construcții, în fabricarea caselor standard din lemn, în fabricarea de mobilă, mașini, mașini, construcții navale și alte industrii ca material structural, izolant și de finisare.

Mase de presare a lemnului (MDP). Acestea sunt amestecuri, mai precis, compoziții gata preparate obținute ca urmare a prelucrării în comun a particulelor de lemn și a rășinilor sintetice. MDP este destinat fabricarii de piese de masini, piese de constructii si bunuri de larg consum prin presare la cald. În acest fel se realizează bucșe, blocuri, scripete, scânduri de ferestre. Masele de presare a lemnului sunt împărțite în trei tipuri: MDPC - din particule de furnir (pesmet), MDPS - din așchii, MDPO - din rumeguș.

Compoziții din lemn-clei. Aceste amestecuri constau din lemn zdrobit și un liant; destinate fabricării recipientelor turnate. Pentru prepararea amestecului se folosesc așchii cu lungimea de 10-20 mm, lățimea de 1-3,5 mm și grosimea de 0,1-0,4 mm din lemn de esență tare conifere și moale, precum și un liant pe bază de rășini uree-formaldehidă. Parafina este folosită ca aditiv hidrofob.

Arbolit. Este un material de construcție aparținând categoriei betonului ușor, numit uneori „beton de lemn”. Compoziția betonului din lemn include agregate de lemn, lianți anorganici și apă. Ca umplutură de lemn, se folosesc deșeuri zdrobite din industria forestieră, ferăstrăul și prelucrarea lemnului. Ramurile, crengile, vârfurile, plăcile, șipcile, tăieturile sunt mai întâi prelucrate în așchii, care, la rândul lor, sunt transformate în lemn mărunțit în mori cu ciocane.

Cimentul Portland este folosit ca liant. Pentru a neutraliza acțiunea substanțelor solubile în apă care încetinesc priza și întărirea cimentului, precum și pentru a reduce rezistența materialului, în masa de beton din lemn se introduc mineralizatori: clorură de calciu, sticlă lichidă și sulfat de aluminiu, împreună cu var. . Arbolitul este biorezistent și la foc, are proprietăți bune de izolare fonică și termică, ține unghiile și este rezistent la îngheț.

Plăci de fibre. Este, de asemenea, un material de construcție, care este un amestec de așchii de lemn, ciment Portland, aditivi chimici. Pentru fibrolit din lemn, în principal specii de conifere, se realizează așchii speciale cu o grosime de 0,25 până la 0,5 mm și o lățime de 2-6 mm. Rasul se amestecă cu un liant și aditivi (clorură de calciu, sticlă lichidă etc.), apoi amestecul este format și presat. Placa de fibre este ușor de prelucrat, rezistentă la foc și bio, ține unghiile. Sunt folosite pentru construcția de case cu cadru.

Placi de ras de ciment. O denumire mai corectă: plăci aglomerate de ciment (TsDStP). Acesta este un material de construcție care este realizat prin presarea particulelor de lemn (la fel ca și pentru PAL) cu ciment Portland și aditivi chimici. Plăcile sunt destinate pentru închiderea structurilor caselor din lemn. Plăcile sunt rezistente la apă, îngheț, bio și foc, non-toxice, bine prelucrate.

Xilolit. Este un material de construcție format dintr-un amestec de rumeguș sau făină de lemn cu un liant de magnezie. Este folosit sub formă de gresie pentru pardoseli, decorarea pereților și alte scopuri. Xilolitul este un material rezistent la uzură, neinflamabil, rezistent la apă, de înaltă rezistență.

lemn modificat.

Modificat este numit lemn solid cu proprietăți ale metodelor fizice sau chimice modificate direcțional. Există cinci metode de modificare și tipuri corespunzătoare de produse.

Lemn de modificare termomecanica. În caz contrar, acest tip de produs se numește lemn presat (DP). La presarea (de obicei într-un plan peste fibre) lemnului preabur sau încălzit, macrostructura lemnului se modifică, densitatea crește și proprietățile asociate acestuia se îmbunătățesc. Pentru a obține DP, se folosesc lemn de esență tare și moale, precum și conifere. Lemnul presat are o rezistență, duritate și duritate de câteva ori mai mari decât lemnul natural. Are proprietăți anti-frecare destul de bune și poate fi folosit pentru a face rulmenți în loc de bronz, babbitt și alte metale. În apă, lemnul presat se umflă, iar deformările întârziate revin. Cu toate acestea, în unele cazuri, umflarea și presarea din DP pot fi utile, de exemplu, în dispozitivele de etanșare ale mașinilor hidraulice. Lemnul presat poate fi modificat suplimentar prin umplerea cu uleiuri, metale, polimeri.

Lemn de modificare chimico-mecanica. Cu această metodă de modificare, lemnul este tratat preliminar (sau simultan) cu amoniac, uree sau alte substanțe și apoi compactat. Lignamonul este un material lemnos tratat cu amoniac, presat și uscat.

Tratamentul chimic preliminar determină modificarea pereților celulelor, lemnul este plastificat, este ușor să-i dea o nouă formă. Lemnul plastificat cu amoniac absoarbe apa, se umfla si se decomprime. Expunerea la temperaturi ridicate poate reduce aceste dezavantaje. Piesele de mobilier, parchetul, instrumentele muzicale sunt realizate din lemn masiv presat plastificat cu amoniac.

Lemn de modificare termochimică. Acesta este un material obținut prin impregnarea lemnului cu monomeri, oligomeri sau rășini și tratamentul termic ulterior pentru polimerizarea sau policondensarea compoziției de impregnare. În unele cazuri, se observă altoirea chimică a modificatorului pe componentele polimerice ale lemnului. Lemnul este cel mai adesea impregnat cu rășini fenol-formaldehidă, de exemplu, sub formă de soluție apoasă de alcooli fenolici, rășini de tip furan și rășini poliesterice.

Modificarea lemnului cu rășini sintetice reduce higroscopicitatea acestuia, absorbția apei și permeabilitatea apei, reduce umflarea, crește rezistența, rigiditatea și duritatea, dar adesea reduce rezistența la impact. Lemnul astfel modificat este folosit în structuri de constructii, mobilier, industrii de schi.

Lemn de iradiere-modificare chimică. În acest caz, polimerizarea substanțelor introduse în lemn are loc sub influența radiațiilor ionizante. Lemnul este impregnat cu metacrilat de metil, stiren, acetat de vinil, acrilonitril și alți monomeri, precum și amestecurile acestora. Această metodă de modificare îmbunătățește, de asemenea, stabilitatea dimensională, proprietățile mecanice și de performanță ale lemnului. Lemnul modificat este folosit pentru parchet, piese de mașini și alte scopuri.

Lemn de modificare chimică. Acesta este lemn tratat cu amoniac, anhidridă acetică sau alte substanțe care modifică structura fină și compoziția chimică a lemnului. Tratamentul cu amoniac este întreprins, după cum sa menționat deja, pentru a crește flexibilitatea lemnului, precum și pentru a se autocompacta în timpul uscării și a schimba culoarea. Tratamentul cu anhidridă acetică se efectuează în scopul acetilării lemnului, adică. introducerea grupărilor acetil în compoziția componentelor sale chimice. În lemnul acetilat, proprietățile mecanice se modifică doar puțin, dar absorbția de apă și umiditate, umflarea și contracția sunt semnificativ reduse. Lemnul acetilat este indicat de utilizat pentru fabricarea produselor cu stabilitate dimensională crescută.

CONCLUZII

Lemnul este un produs al vieții sălbatice, ceea ce îi determină avantajele și dezavantajele ca material. Are rezistență ridicată cu greutate redusă; este bine prelucrat de scule de tăiere, ține bine elementele de fixare metalice, lipește și finisează bine. Lemnul are proprietăți decorative frumoase. Are conductivitate termică scăzută și proprietăți de rezonanță excelente; absoarbe bine socurile si vibratiile.

Cu toate acestea, lemnul are și o serie de dezavantaje: variabilitatea proprietăților în direcția de-a lungul axei trunchiului și transversal; are higroscopicitate, ceea ce duce la o creștere a masei sale și o scădere a rezistenței, iar la uscare, lemnul scade în dimensiune (se produce contracție); se crapă și se deformează; afectat de ciuperci, ceea ce duce la descompunere; lemnul poate arde. Aceste deficiențe sunt în mare măsură eliminate prin prelucrarea chimică și chimico-mecanică a lemnului în materiale de tablă și carton - hârtie, carton, PAL și plăci fibroase, placaj etc. Aceste materiale, împreună cu lemnul natural, sunt utilizate în producția industrială a caselor standard, în construcții navale și construcții de mașini, inginerie mecanică, mobilă, aviație, industria electrică, industria alimentară și multe alte sectoare ale economiei naționale.

Lemnul este un material viu și, prin urmare, proprietățile sale variază în funcție de diferiți factori. Aceste proprietăți nu sunt aceleași pentru diferite specii de arbori, dar sunt diferite în cadrul aceleiași specii. Proprietățile lemnului variază în funcție de vârstă, condiții de creștere, timp, tăiere etc. Condițiile de creștere includ calitatea și starea solului, caracteristicile climatice, tipul de pădure, altitudinea.

Lemnul este compus în principal din materie organică. Compoziția chimică elementară a lemnului de toate speciile este aproape aceeași. Partea organică a lemnului absolut uscat (uscat la 103 ° C) conține în medie 49-50% carbon, 43-44% oxigen, aproximativ 6% hidrogen și 0,1-0,3% azot.

Partea anorganică poate fi izolată ca cenuşă prin arderea lemnului. Cantitatea de cenușă din lemn este de aproximativ 0,2-1%. Compoziția cenușii include calciu, potasiu, sodiu, magneziu, în cantități mai mici fosfor, sulf și alte elemente. Ele formează minerale, dintre care majoritatea sunt insolubile în apă. Solubile includ alcaline - potasiu și sodă și insolubile - săruri de calciu.

Elementele chimice formează compuși organici complecși. Principalele sunt celuloza, lignina, hemiceluloza, care fac parte din pereții celulari ai lemnului. Restul substanțelor se numesc extractive. Acestea sunt rășini, taninuri și coloranți.

Lemnul este folosit pentru diverse materiale lemnoase. Aceste materiale includ: materiale rotunde, cherestea tăiată, rindeluită, decojită, despicată, lemn mărunțit, materiale lemnoase compozite. Toate aceste materiale sunt utilizate pe scară largă în industria mobilei, construcții navale, construcții de trăsuri, inginerie mecanică, inginerie electrică, construcții, case standard din lemn, automobile, materiale plastice, linoleum, explozivi industriali, ambalaje alimentare și industriale, plăci de fibrile etc., precum precum și în alte industrii ca material structural, izolator și de finisare.

LISTA SURSELOR UTILIZATE

1. Ugolev B.N. Știința lemnului cu bazele științei mărfurilor forestiere. – M.: Industria lemnului, 1986. – 368 p.

2. Mikhailichenko A.L., Smetanin I.S. Știința lemnului și știința mărfurilor forestiere. – M.: Industria lemnului, 1990. – 224 p.

3. Fost M.D., Gorbenko A.F. etc. Știința lemnului și știința mărfurilor forestiere. - Minsk: Şcoala superioară, 1989. - 279 p.

4. Lapirov-Skoblo S.Ya. Merchandising forestier. - M.: Şcoala superioară, 1991. - 463 p.

5. Sadovnichy F.P. Știința lemnului și știința mărfurilor forestiere. - M.: Şcoala superioară, 1989. - 224 p.

6. Perelygin L.M., Ugolev B.N. Știința lemnului. – M.: Industria lemnului, 1987. – 286 p.

7. Yarmolinsky A.S., Kalashnikov P.A., Bakhteyarov V.D. Merchandising forestier. – M.: Industria lemnului, 1990. – 204 p.

8. Vanin S.I. Știința lemnului. - M. - L.: Goslesbumizdat, 1989. - 581 p.

9. Melekhov I.S. Știința pădurilor. – M.: Industria lemnului, 1987. – 408 p.

10. Moskaleva V.E. Structura lemnului și schimbarea acestuia sub influențe fizice și mecanice. - M.: Şcoala superioară, 1989. - 165 p.

11. Osipenko Yu.F., Ryabchuk V.P. Merchandising forestier. - L .: Şcoala superioară, 1987. - 279 p.

12. Perelygin L.M. Știința lemnului. – M.: Industria lemnului, 1989. – 316 p.

13. Perelygin L.M. Structura lemnului. – M.: Industria lemnului, 1988. – 200 p.

14. Poluboyarinov O.I. Densitatea lemnului. – M.: Industria lemnului, 1986. – 160 p.

15. Sobolev Yu.S. Lemnul ca material structural. – M.: Industria lemnului, 1987. – 248 p.

16. Ugolev B.N. Testarea lemnului și a materialelor pe bază de lemn. – M.: Industria lemnului, 1986. – 252 p.

17. Ugolev B.N. Deformabilitatea lemnului și stresul în timpul uscării. – M.: Industria lemnului, 1987. – 174 p.

18. Chudinov B.S. Apă în lemn. Novosibirsk: Nauka, 1989. - 270 p.

19. Grigoriev M.A. stiinta materialelor tamplarilor si tamplarilor. - M .: Şcoala superioară, 1981. - 283 p.

Cea mai importantă, manifestată în prelucrarea lemnului, este densitate, coeficient de umflare, rezistență la tracțiune, rezistență la impact, duritate, modul de elasticitate. Densitatea de bază a lemnului- raportul dintre masa unei probe absolut uscate și volumul acesteia la un conținut de umiditate egal sau mai mare decât limita de saturație a pereților celulari.

După densitate la un conținut de umiditate de 12%, speciile de lemn sunt împărțite în grupuri, kg / m 3:

densitate scăzută - 540 și mai puțin;

densitate medie - 550-740;

densitate mare - 750 și peste.

După valoarea coeficientului de contracție volumetrică specii de arboriîmpărțit în grupuri, %:

uscare scăzută - nu mai mult de 0,40;

uscare medie - 0,40-0,47;

uscare puternică - 0,47 și mai mult.

Conținutul mediu de umiditate al lemnului de conifereîn stare proaspăt tăiată, %:

conifere(medie (rotunjită la 5%)) - 90,

zada - 82;

brad - 101;

Pini de cedru siberian și coreean - 92;

Pin silvestru - 88.