Краткие сведения о древесине, ее химических свойствах и строении
|
В контексте
 |
Строение древесины
Строение древесины можно упрощенно представить в виде пучка трубок, связанных между собой клейким веществом. При рассмотрении среза древесины под микроскопом видно, что она представляет собой совокупность растительных клеток или клеточной ткани.
Анизотропное строение ее обусловливает физические и механические свойства, которые неодинаковы в различных направлениях. Анизотропия — неодинаковость всех или некоторых свойств вещества по разным направлениям.
В зависимости от породы дерева клетки древесины имеют разные размеры как в поперечном сечении, так и в длину. Неодинаковость клеток зависит от их назначения в дереве. Величина клеток в поперечном сечении в большинстве своем измеряется сотыми долями миллиметра. В длину размеры клеток доходят до 3—5 мм.
Клетки, склеенные между собой межклеточным веществом, располагаются преимущественно длинной стороной вдоль ствола дерева,
Оболочка клетки состоит в основном из целлюлозы; кроме того, в состав ее входят углекислые, сернокислые и фосфорнокислые соли кальция, кремнезем и другие.
Одеревенение и опробковение
Оболочка клетки древесины со временем претерпевает изменение в химическом составе, вследствие чего наступает одеревенение или опробковение.
В случае одеревенения прекращается рост клетки, увеличивается содержание углерода. При опробковении происходит изменение физических свойств. Оболочка перестает быть газо- и водопроницаемой, наступает так называемое старение древесины. Древесина в таком состоянии менее подвержена биологическому разрушению, становится более гнилоустойчивой, так как дереворазрушающие грибы встречают на своем пути труднопреодолимое препятствие — стенки клеток, у которых изменился химический состав и увеличилась механическая прочность.
Влажность древесины
При строительстве важно знать физические особенности древесины и ее свойства. Одним из особо важных качеств является влажность древесины, которая существенно влияет на ее механические и физические свойства. Наличие влаги является необходимым условием развития дерева, поэтому структура дерева такова, что способствует движению влаги в толще древесины.
В свежесрубленном дереве находится большое количество воды, которая испаряется при высыхании. Вода, находящаяся в древесине, может быть капиллярной или свободной, гигроскопической и химически связанной. Капиллярная влага заполняет полости клеток; гигроскопическая находится в стенках клеток; химически связанная, входит в состав вещества древесины.
Процесс высыхания древесины начинается с испарения свободной воды, а потом гигроскопическая; момент, когда испаряется вся свобод: ная влага, называют точкой насыщения волокон, которая для различных хвойных пород при температуре 20° соответствует влажности 26,0—31,5%.
Абсолютно сухой древесиной называется такая древесина, которая при длительном высушивании в условиях высокой температуры (до 100°) приобретает постоянный вес.
При этом из древесины удаляется как свободная, так и гигроскопическая влага, а остается только химически связанная.
Влажность древесины принято определять как отношение веса воды в древесине к весу самой древесины в абсолютно сухом состоянии.
Влажность свежесрубленной древесины в ядровой части колеблется от 30 до 50%, в заболонной — доходит до 180%. Хвойные породы, как правило, содержат влаги больше, чем лиственные. При распиле сплавного леса влажность получаемых досок обычно колеблется в пределах 65—76%.
При правильном хранении в летнее время древесина в течение нескольких месяцев достигает воздушносухого состояния, т. е. 18—20% влажности.
Древесина, находящаяся в сухом отапливаемом помещении, при нормальной влажности воздуха (65%) приобретает комнатносухое состояние, характеризующееся влажностью, равной 9— 12%, которая может колебаться (в силу гигроскопических свойств древесины) в соответствии с изменением влажности воздуха.
В зависимости от количества влаги в древесине изменяется ее объемный вес, теплопроводность, объем и т. д.
Переход через точку насыщения волокна характеризуется резким изменением ряда физических свойств древесины: при увлажнении до насыщения волокна древесина набухает; при дальнейшем увлажнении набухание прекращается.
Теплопроводность древесины возрастает по мере роста влажности. При влажности выше точки насыщения волокна теплопроводность древесины резко возрастает.
Временное сопротивление и модуль упругости древесины уменьшаются при ее увлажнении до 31%; при дальнейшем увлажнении это уменьшение приостанавливается.
Наиболее употребляемые в строительстве породы древесины
Наиболее употребляемые в строительстве породы древесины — сосна, ель и пихта различны по своим физико-механическим и биологическим качествам. Если по механической прочности древесина этих пород почти одинакова, то по стойкости к гниению пихта, в зависимости от места произрастания, резко отличается от ели и особенно сосны. Например, карпатская пихта быстрее подвергается загниванию, чем сосна. Исследования, проведенные в 1953—1954 гг. на Центральной научно-исследовательской станции Украины по борьбе с домовыми грибами показали, что заболонная древесина карпатской пихты при влажности 40—50% под воздействием настоящего домового гриба (Мерулиус лякриманс) и столбового гриба (Лензитес сепиария) разрушается почти в полтора раза быстрее, чем заболонная часть древесины сосны.
Средняя потеря сухого вещества от настоящего домового гриба составляла для пихты 12,8, а для сосны 9,2%; от столбового гриба — для пихты 25,9 и для сосны 17,7%.
Характерной особенностью является то, что, как показали опыты, разрушение древесины пихты и сосны под воздействием столбового гриба протекало значительно интенсивнее, чем под воздействием настоящего домового гриба: степень разрушения пихты и сосны столбовым грибом за тот же промежуток времени вдвое превышает степень разрушения настоящим домовым грибом.
Дерево в течение своей жизни подвергается различного рода механическим повреждениям и болезням, изменяющим к худшему как саму древесину ствола, так и некоторые присущие ей качества.