Структура дерева

Показать ситуационную схему для расчета.

Исходные данные к задаче указаны в таблице.

Таблица 7 ‑ Исходные данные для расчета к задаче 1

Структура дерева

Древесина, как и любой другой органический материал, представляет собой сложную и неоднородную структуру, характеристики которой значительно разнятся между собой на микроскопическом уровне. Будучи живым организмом, дерево не может рассматриваться в качестве однозначно определенного элемента или элемента с известными и постоянными свойствами.

Клеточная ткань дерева имеет различную природу присхождения, консистенция и качество ее меняется также в зависимости от типа дерева. Древесина лиственных пород в основном образована из поддерживающей ткани, которая состоит из клеток, направленных по главной оси дерева, так называемых волокон, которые выполняют функцию механического сопротивления ствола.

У широколиственных пород древесины функция проводимости лимфы выполняется сосудами ( рис.1) - системой трубчатых клеток, расположенных последовательно одна за другой, диаметр которых зависит в значительной степени от породы дерева (они хорошо видны невооруженным глазом в древесине каштана и дуба).

Рис.1 : Увеличение поперечного сечения ствола (широколиственные)

У древесины хвойных пород, наоборот, поддерживающая функция и функция удаления лимфы выполняются одним типом клеток, так называемыми трахеидами; параллельно с ними развиваются смолоносные осевые каналы.

Как у хвойных пород дерева, так и у лиственных, вещества, необходимые для жизни дерева, содержатся в специальных клетках, так называемых паранхиматических, которые в небольшом количестве ориентированы в вертикальном направлении, а бòльшая их часть ориентирована в горизонтальном направлении и образует лучи,идущие от центра к периферии : у некоторых пород дерева (бук, платан, дуб) эти лучи - очень большие и хорошо заметные на срезе - образуют поверхности ( или ченчевички).

Рост клеток древесины в странах с умеренным климатом не происходит непрерывно, а в зависимости от времени года: быстрое формирование весной и замедленное летом и осенью, прерывание зимой. Это явление приводит к образованию колец роста, которые постепенно окружают уже существующую древесину, оставаясь при этом четко отделенными один от другого. Путем подсчета их на основании ствола можно определить возраст дерева. Деревья тропических зон не имеют остановки в вегетации из-за понижения температуры в холодный период. Поскольку образование древесины не прерывается, разграничения колец роста не существует. Возможно образование сезонных колец в зависушливые периоды.

В определенном возрасте внутри клеток центральной части ствола откладываются определенные вещества, влияющие на увеличение стойкости этой зоны к порче и износу. Эта центральная зона называется ядром, а периферийная корона называется забодонью ( рис.2).Во многих видах явление образования ядра выделяется более темной окраской в центральной зоне: в этом случае речь идет об дифференцированном ядре (дуб, лиственница).

Рис.2: Характерные элементы ствола

С химической точки зрения двумя наиболее распостраненными элементами, которые вырабатываюся различными типами клеток, являются целлюлоза - полисахарид с функцией поддержки, и лингнин - сложное химическое вещество.

Внутри клеточной структуры дерева имеются такие химические соединения, как вода, кислоты, жиры, масла, минеральные соли; а также различные вещества - фенол, танин, пигменты, углеводы и сложные образования, придающие древесине различную окраску и свойства. Это так называемые «экстрактивные компоненты», извлекаемые из окружающего грунта корнями дерева.

Таким образом, каждая порода дерева отлична от других как по разнообразию и количеству этих элементов, так и по существующему соотношению целлюлоза\лингнин; а в рамках каждой породы существуют различия, вызванные различными местными климатическими условиями: характеристиками грунта, температурой, влажностью и.т.д.

Сушка

При рубке дерево содержит повышенное количество влаги, что не позволяет сразу же приступить к его обработке и последующему хранению. Чрезмерное количество воды, или чрезмерная начальная влажность древесины, должно быть удалено в процессе сушки и доведено до таких значений конечной влажности, которые позволяли бы коммерческое использование материала.

Будучи гидроскопичным материалом, древесина имеет тенденцию впитывать влагу или же отдавать ее в окружающую среду; по этой причине при помощи сушки необходимо вывести конечную влажность древесины на такие значения, которые были бы близки к величинам влажности среды, в которой она будет использоваться .

При помощи корректной искусственной сушки можно уменьшить образование дефектов и повреждений древесины, которые могут быть выявлены уже после обработки, а также повысить коммерческую стоимость материала. На рис. 3 приведены некоторые средние значения Конечной Влажности древесины в зависимости от её конечного использования.

fiРис.3: Значения средней конечной влажности по типу использования

Влажность дерева (UL)

В свежесрубленном дереве значительное количество влаги находится внутри сосудов или трахеид в форме лимфы или удерживается внутри отдельных клеток. Влажность дерева (UL) выражается в весовых процентах по отношению к весу полностью обезвоженной древесины; например, древесина со значением UL 100% будет содержать воду, количество которой равняется половине веса древесины .