Вопрос № 2. Строение дерева. Роль каждой из его частей в жизни дерева и их     

Вопрос № 2. Строение дерева. Роль каждой из его частей в жизни дерева и их     

                   сырьевое значение. Основные разрезы и части ствола.

 

         

Основными органами древесных растений являются корни, ствол и крона (ветви, листья, хвоя).  

Корень – безлистный орган дерева, служащий для прикрепления дерева к почве и извлечения из неё воды и растворенных в воде минеральных веществ, передаваемых через ствол к листьям (хвое). Место перехода корня в ствол называют корневой шейкой. Совокупность всех корней дерева называют корневой системой Некоторые виды деревьев имеют хорошо развитый стержневой (главный) корень, глубоко уходящий в почву. У других главный корень рано прекращает свой рост и развиваются боковые корни и таким образом возникает поверхностная корневая система. Корни используют, в основном, для изготовления различных поделок.

Ствол – главный стебель, несущий на себе всю крону. Он составляет до 50-90% объема дерева. Основными частями ствола являются кора, древесина и сердцевина. Кора – наружная часть стеблей и корней. Она является защитным слоем живых тканей ствола и корня от неблагоприятных явлений внешней среды. Древесина придает стволу механическую прочность, проводит воду от корней к листьям и сохраняет запасы питательных веществ, необходимых дереву для начал роста весной следующего года. Особую ценность представляет древесина стволов, используемая самых разнообразных потребностей народного хозяйства. Древесину ствола используют в строительстве, для изготовления целлюлозы в целлюлозно-бумажном производстве, для отопления.

Лист – орган дерева, образующийся на ветви, основная роль которого – фотосинтез, т.е. образование органических веществ из неорганических при помощи света, углекислого газа и воды. Лист служит для дыхания и транспирации. У большинства видов хвойных деревьев хвоя игловидная, линейная или чешуевидная и сохраняется на них по несколько лет. У рода лиственница хвоя опадает ежегодно и развивается весной вновь. Помимо своего прямого назначения, листья и хвоя многих деревьев используются в химической промышленности – для изготовления хвойной витаминной муки, средств для отпугивания и уничтожения насекомых, борьбы с грибами и вирусами, лечебные экстракты, эфирные масла.

     Строение и свойства древесины обычно изучают на трех главных разрезах ствола: поперечном и двух продольных: радиальном и тангенциальном.

     Поперечный (торцовый) разрез образуется при сечении ствола плоскостью, перпендикулярной его оси. Радиальный разрез образуется при сечении ствола плоскостью, проходящей вдоль его оси через сердцевину, т.е. по радиусу торца ствола, а тангенциальный разрез – продольной плоскостью, направленной по касательной к окружностям годичного прироста древесины, т.е. по хорде торца ствола.

     На поперечном, а также на радиальном разрезах видны три основные части ствола: сердцевина, древесина и кора.

     Древесина занимает наибольшую по массе часть ствола, находящуюся между корой и сердцевиной. Сердцевина представляет собой небольшое пятнышко, расположенное примерно в центре поперечного сечения ствола.

     В древесине некоторых пород внутренняя зона окрашена темнее наружной. Темноокрашенная зона, которая у хвойных пород отличается также меньшим содержанием влаги в свежесрубленном состоянии, называется ядром, а светлая наружная - заболонью. Такие породы называются ядровыми. Ядровые породы отличаются по размерам заболони. Среди безъядровых пород имеются спелодревесные и заболонные.

     На поперечном разрезе ствола видны концентрические слои, окружающие сердцевину. Каждое такое кольцо представляет собой прирост древесины за вегетационный период и называется годичным слоем. На радиальном разрезе годичные слои заметны в виде продольных прямых полос, а на тангенциальном разрезе они образуют извилистые, гиперболического вида линии. Годичные слои особенно хорошо видны у хвойных, достаточно четко выделяются у кольцесосудистых лиственных пород.

      На поперечном разрезе у ряда лиственных пород хорошо видны светлые, блестящие или матовые полосы, расходящиеся от сердцевины к коре по радиусам и называемые сердцевинными лучами

 

 

Вопрос № 38. Изменение свойств древесины под воздействием физических и химических факторов: сушки; положительной и отрицательной температуры; влажности; ионизирующих излучений; кислот, щелочей и газов; морской и речной воды.

                     Построить график влияния влажности на прочность древесины бука при сжатии вдоль волокон, если σ_0% = 63,0 МПа; σ_12% = 55,5 МПа; σ_18% = 44,8 МПа; σ_70% = 26,0 МПа.

 

 

     В процессе сушки происходит воздействие на сырую древесину пара, нагретого сухого или влажного воздуха, токов высокой частоты и других факторов, приводящих в конечном результате к снижению содержания свободной и связанной воды. Правильно, при соответствующих режимах, проведенная камерная сушка древесины дает материал, вполне равноценный получаемому в результате атмосферной сушки. Но если высушивать древесину в камерах слишком быстро и при высокой температуре, то это не только может привести к растрескиванию и значительным остаточным напряжениям, но и оказать влияние на механические свойства древесины.

     Согласно данным ЦНИИМОДа, высокотемпературная сушка приводит к снижению механических свойств древесины. В меньшей степени снижается прочность при сжатии вдоль волокон и статическом изгибе, в большей мере – при тангенциальном скалывании и весьма существенно уменьшается ударная вязкость древесины.

     Резко сокращается продолжительность сушки при использовании электромагнитных колебаний СВЧ. Однако степень специфического влияния этого фактора на свойства древесины пока еще не установлена.

     Повышение температуры вызывает снижение показателей прочности и других физико-механических свойств древесины. При сравнительно непродолжительных воздействиях температуры до 100 ^оС эти изменения, в основном, обратимы, т.е. они исчезают при возвращении к начальной температуре древесины.

    Данные, полученные ЦНИИМОД, показывают, что прочность при сжатии вдоль и поперек волокон понижается как с повышением температуры, так и повышением влажности древесины. Одновременное воздействие обоих факторов вызывает большее снижение прочности по сравнению с суммарным эффектом от их изолированного воздействия. Влияние влажности наблюдается до предела насыщения клеточных стенок, дальнейшее увеличение влажности практически не отражается на прочности, хотя ряд исследователей отмечали её снижение (на 10-15 %) и в этом диапазоне изменения влажности.

     При достаточно длительном воздействии повышенной температуры (более 50^оС) в древесине происходят необратимые остаточные изменения, которые зависят не только от уровня температуры, но и от влажности.

      Ударная вязкость древесины с низкой влажностью уменьшается с повышением температуры, а при высокой влажности, наоборот, увеличивается (испытывалась древесина в нагретом состоянии).

      Воздействие высоких температур приводит к тому, что древесина становится хрупкой.

     Характер влияния положительных температур одинаков для абсолютно сухой и мокрой древесины. В то же время при отрицательных температурах прочность абсолютно сухой древесины плавно увеличивается, а мокрой древесины резко возрастает с понижением температуры до – 25^оС … - 30^оС, после чего повышение прочности замедляется. При указанных температурах образуется столько ледяных включений, что они обеспечивают достаточную устойчивость стенок клетки. Модули упругости древесины при её замораживании возрастают.

     Гамма-облучение, по данным А.С. Фрейдина, оказывает наименьшее влияние на сопротивление древесины сжатию. Значительно больше снижается прочность на скалывание и еще сильнее падает сопротивление статическому изгибу. Для двух последних видов испытаний древесины сосны резкое снижение прочности (на 20-24%) наблюдается уже при дозе 50 Мрад. При дозе облучения в 100 Мрад прочность снижается вдвое. Прочность после дозы облучения в 500 Мрад при статическом изгибе составляет немногим более 10%, на сжатие вдоль волокон снижается на 30%. Наиболее сильно облучение влияет на ударную вязкость древесины. У древесины сосны после облучения дозой в 50 Мрад ударная вязкость снизилась более, чем в два раза. Лучевая стерилизация древесины (около 1 Мрад) практически не снижает её механические свойства.

     Воздействие на комнатно-сухую древесину в малых образцах серной, соляной и азотной кислоты концентрацией 10% при температуре 15-20^оС приводит к снижению срочности при сжатии вдоль волокон и статическом изгибе, ударной вязкости и твердости в среднем на 48% для ядра лиственницы и сосны и на 53-54% для ели (спелая древесина),бука и березы.

     При воздействии на древесину в течение четырех недель щелочей были получены следующие данные: 2%-ный раствор аммиака почти не оказал влияния на прочность при статическом изгибе лиственницы, сосны, ели, но прочность дуба и бука снизилась на 34 %, а липы почти в двое;10%-ный раствор аммиака снизил прочность лиственницы на 8%, сосны и ели на 23 %, а лиственных пород – почти втрое. Едкий натр оказывает более сильное влияние.

    Таким образом, прочность древесины лиственных пород снижается под влиянием кислот и щелочей в значительно большей степени, чем хвойных.

    Газы SO₂, SO₃, NO, NO₂ при длительном воздействии на древесину изменяют цвет и постепенно разрушают её. При увлажнении древесины разрушение происходит интенсивнее. Смолистость уменьшает вредное влияние газов, а синева способствует поражению.

     Испытания топляковой древесины из бревен сосны, ели, березы и осины показали, что после пребывания в речной воде 10-30 лет прочность древесины практически не изменилась. Однако, более длительное пребывание в воде вызывает снижение прочности наружных слоев древесины (толщиной 10-15 мм). В то же время в более глубоких слоях прочность древесины оказалась не ниже норм, допускаемых для здоровой древесины. Пребывание в воде на протяжении нескольких сотен лет в сильной мере изменяет древесину. В зависимости от времени нахождения под водой цвет древесины дуба меняется от светло-коричневого до угольно-черного вследствие соединения дубильных веществ с солями железа. Древесина, образующегося таким образом «мореного» дуба, пластичная в насыщенном водой состоянии, становится хрупкой после высушивания, усушка её в 1,5 раза больше, чем обычной древесины; при сушке склонна к растрескиванию; прочность при сжатии, статическом изгибе и твердость снижаются примерно в 1,5 раза, а ударная вязкость в 2-2,5 раза. Точно определить как изменяются показатели свойств древесины из-за пребывания в воде нельзя, т.к. неизвестны свойства древесины до затопления.

      Морская вода через сравнительно короткое время оказывает заметное влияние на прочность и ударную вязкость древесины.

      Для установления возможности использования топляковой древесины проводят её испытания и определяют степень отклонения полученных данных от справочных.

 

 

       Построить график влияния влажности на прочность древесины бука при сжатии вдоль волокон, если σ_0% = 63,0 МПа; σ_12% = 55,5 МПа; σ_18% = 44,8 МПа; σ_70% = 26,0 МПа.    

 

 

 

Вопрос № 2. Строение дерева. Роль каждой из его частей в жизни дерева и их     

                   сырьевое значение. Основные разрезы и части ствола.

 

         

Основными органами древесных растений являются корни, ствол и крона (ветви, листья, хвоя).  

Корень – безлистный орган дерева, служащий для прикрепления дерева к почве и извлечения из неё воды и растворенных в воде минеральных веществ, передаваемых через ствол к листьям (хвое). Место перехода корня в ствол называют корневой шейкой. Совокупность всех корней дерева называют корневой системой Некоторые виды деревьев имеют хорошо развитый стержневой (главный) корень, глубоко уходящий в почву. У других главный корень рано прекращает свой рост и развиваются боковые корни и таким образом возникает поверхностная корневая система. Корни используют, в основном, для изготовления различных поделок.

Ствол – главный стебель, несущий на себе всю крону. Он составляет до 50-90% объема дерева. Основными частями ствола являются кора, древесина и сердцевина. Кора – наружная часть стеблей и корней. Она является защитным слоем живых тканей ствола и корня от неблагоприятных явлений внешней среды. Древесина придает стволу механическую прочность, проводит воду от корней к листьям и сохраняет запасы питательных веществ, необходимых дереву для начал роста весной следующего года. Особую ценность представляет древесина стволов, используемая самых разнообразных потребностей народного хозяйства. Древесину ствола используют в строительстве, для изготовления целлюлозы в целлюлозно-бумажном производстве, для отопления.

Лист – орган дерева, образующийся на ветви, основная роль которого – фотосинтез, т.е. образование органических веществ из неорганических при помощи света, углекислого газа и воды. Лист служит для дыхания и транспирации. У большинства видов хвойных деревьев хвоя игловидная, линейная или чешуевидная и сохраняется на них по несколько лет. У рода лиственница хвоя опадает ежегодно и развивается весной вновь. Помимо своего прямого назначения, листья и хвоя многих деревьев используются в химической промышленности – для изготовления хвойной витаминной муки, средств для отпугивания и уничтожения насекомых, борьбы с грибами и вирусами, лечебные экстракты, эфирные масла.

     Строение и свойства древесины обычно изучают на трех главных разрезах ствола: поперечном и двух продольных: радиальном и тангенциальном.

     Поперечный (торцовый) разрез образуется при сечении ствола плоскостью, перпендикулярной его оси. Радиальный разрез образуется при сечении ствола плоскостью, проходящей вдоль его оси через сердцевину, т.е. по радиусу торца ствола, а тангенциальный разрез – продольной плоскостью, направленной по касательной к окружностям годичного прироста древесины, т.е. по хорде торца ствола.

     На поперечном, а также на радиальном разрезах видны три основные части ствола: сердцевина, древесина и кора.

     Древесина занимает наибольшую по массе часть ствола, находящуюся между корой и сердцевиной. Сердцевина представляет собой небольшое пятнышко, расположенное примерно в центре поперечного сечения ствола.

     В древесине некоторых пород внутренняя зона окрашена темнее наружной. Темноокрашенная зона, которая у хвойных пород отличается также меньшим содержанием влаги в свежесрубленном состоянии, называется ядром, а светлая наружная - заболонью. Такие породы называются ядровыми. Ядровые породы отличаются по размерам заболони. Среди безъядровых пород имеются спелодревесные и заболонные.

     На поперечном разрезе ствола видны концентрические слои, окружающие сердцевину. Каждое такое кольцо представляет собой прирост древесины за вегетационный период и называется годичным слоем. На радиальном разрезе годичные слои заметны в виде продольных прямых полос, а на тангенциальном разрезе они образуют извилистые, гиперболического вида линии. Годичные слои особенно хорошо видны у хвойных, достаточно четко выделяются у кольцесосудистых лиственных пород.

      На поперечном разрезе у ряда лиственных пород хорошо видны светлые, блестящие или матовые полосы, расходящиеся от сердцевины к коре по радиусам и называемые сердцевинными лучами