Реферат: Древесина и структура древесины
Выполнил: аспирант 1 курса Назаров Фаниль Гайфуллович
Проверила: к.ф.н. доцент Вяльцева Светлана Ивановна
Магнитогорск 2010г.
СОДЕРЖАНИЕ
Древесина и структура древесины
1. Введение в представление информации о дереве как о материале
2. Природа древесины: внешний вид, клеточная структура и идентификация
Список литературы
Приложение
ДРЕВЕСИНА И СТРУКТУРА ДРЕВЕСИНЫ
Для сохранения мебели важно знать свойства и поведение древесины. Только тогда, когда определены основные рабочие свойства, идентифицированы, и выявлены понятия о древесине, знания по её сохранению могут принять ответственные решения в дальнейшей работе. Собственное знание дерева, как материала, будут способствовать углублению понимания в нём таких проблем как: ухудшение, профилактическое сохранение и реставрация. В этой главе рассматриваются структура и свойства древесины, и их соотношения друг с другом. Она также включает информацию о структуре древесины и основных данных о производстве пиломатериалов.
1. Введение в представление информации о дереве как о материале
Древесина была всегда необходимой для человеческих потребностей, и поэтому не удивительно, что мы находим древесину в центре нашего культурного наследия. Из-за своих уникальных физических свойств, древесина держит заслуженный статус как технический, материальный и функциональный товар. Но красота самого материала, если его рассматривать с тактильными свойствами и рабочими характеристиками, гарантирует, что древесина обладает качественным средством в декоративном искусстве. Хотя та манера, в котором часто использовали древесину, используя его в своих интересах как эстетическую ценность, его историческое использование наиболее близко связано с материальными свойствами. Только путём изучения древесины в качестве конструкционного материала, помня его биологическое происхождение, можно в полной мере оценить ремёсла и искусства, развитые вокруг него.
Достоинства и свойства древесины, настолько хорошо известны всем, что иногда трудно сделать шаг назад и рассмотреть её объективно - и научно. Учитывая, что есть десятки тысяч разновидностей древесины, пригодной для употребления в производстве, очевидно, что при этом можно ожидать и широкий спектр её характеристик. Однако многие основные характеристики, являются общими для всех древесных растений, и было бы целесообразно начать с рассмотрения этих обобщений, которые наиболее важны, но чаще занижены.
Одна идея является главенствующей: древесина поступает из деревьев. Хотя такое утверждение, кажется глупо элементарным, оно имеет фундаментальное значение для понимания сложного характера древесины. Запоминание этой основной действительности, поможет предотвратить или решить многие проблемы, связанные с древесиной. Структура древесины является результатом целого ряда сложных химических реакций. Она начинается с фотосинтеза, протекающего в живых деревьях. Фотосинтез – это процесс, в котором преобразуются углекислый газ и вода, используя энергию солнечного света, захваченного хлорофиллом в листьях, на простой сахар. Этот простой сахар в конечном итоге образует как продукты питания, так и строительный материал для дерева. Ствол обеспечивает механическую поддержку кроны, служит в качестве средства транспортировки между кроной и корнями, и, при случае, хранит заметное количество материального резерва питания. Древесина является стойкой, закалённой, относительно лёгкой, так как её клетки, в основном, заполнены воздухом. Будучи растительного происхождения, она мягкая, по сравнению с железом или камнем (другими материалами эквивалентной силы), и поэтому сравнительно легка в обработке, но, при этом, удивительно прочна. Эти свойства, вместе с богатой вариацией в декоративных характеристиках, являются результатом образования зёрен и цветных маркировок, на продольных поверхностях древесины, что делают его уникальным среди строительных материалов.
Хотя её строение, и многие приложения сравнительно просты, дерево само по себе является веществом большой сложности. Для наилучшего использования этого материала, необходима степень научно - технического понимания. Техническое определение древесины - ксилема от стебля (ствола) растения, которая является сосудистой, многолетней, стойкой и способной, на основании деятельности камбия или растущего слоя, вторичному утолщению. Древесину можно также описать как клеточное полимерное соединение. Эта короткая фраза заключает много важной информации о дереве. Во-первых, древесина - это клетчатка. Происхождение, идентификация и рабочие свойства древесины, могут быть поняты наилучшим образом и истолкованы через природу организации и распределения различных типов её клеток. Во-вторых, это полимерный композитный характер дерева, который лучше всего объясняет механические свойства и древовидные отношения.
Исследование древесины обычно начинается на клеточном уровне. Это целесообразно и важно для того, чтобы думать о древесине как о системе клеток. Древесные клетки развивались в удовлетворении потребностей дерева, с одной стороны, для того чтобы быть хорошими структурными балками и колоннами, с другой стороны, чтобы обеспечить систему для проведения сока и для хранения пищевых продуктов материала. Клетки специализированны для этих механических и физиологических функций, прежде всего, являясь удлинёнными и подобными волокну, располагаясь параллельно оси ствола дерева. Выравнивание этих продольных ячеек в древесине определяет своё "направление зёрен". Ствол дерева "растёт" в диаметре, добавляя цилиндрические слои ячеек, которые мы называем годичными кольцами. Сочетание осевого направления продольных клеток, и их расположение, в годичных слоях, даёт древесной ткани трехмерную ориентацию, и свойства древесины значительно отличаются по своей структуре в трёх направлениях.
Основными химическими компонентами вещества клеточной стены является целлюлоза, химические добавки и лигнин - поразительно схожий со всем множеством массива всего леса. Однако, такая часть как живая заболонь (внешняя, функционально активная часть ствола), преобразуясь в неживую сердцевину дерева, формирует химические вещества известные как экстракты, в довольно незначительном количестве могут передать существенные изменения некоторым свойствам.
Хотя многие общие положения можно применять ко всем древесинам, тем ни менее, важно ценить широкий диапазон различий, которые существуют. Например, в целом, плотность - вероятно одна физическая характеристика древесины, которые лучше всего предсказывает многие другие свойства и определяет его потенциальное использование. Плотность - масса объёма единицы вещества, то есть, масса, разделенная на объём. В единицах СИ, плотность может выражаться в килограммах на кубический метр (кг/м3 ), в граммах на кубический сантиметр (г/см3 ) или в фунтах на кубический фут (lb/ft3 ).
Термин удельная масса был прежним термином для отношения плотности вещества к воде. В настоящее время в место него используется термин относительная плотность. Осознание того, что диапазон относительной плотностью менее чем 0,1 для самых лёгких древесин и более чем 1,3 для тяжёлых - показывает очевидные различия между лесами.
В традиционном подходе к классификации древесины, ботаническая таксономия служит логической структурой, по которой древесина классифицируется по одному из двух больших групп, называемых хвойными и лиственными породами. Слова хвойные и лиственные породы, к сожалению, являются неудачными для терминологии, поскольку они не точно отображают относительную твёрдость и плотность древесины, которую они представляют. Скорее древесина этих двух групп различается по типу и расположению состава их клеток. Хвойные породы принадлежат к группе деревьев называемых Гумно-сперматозойдами - примитивные, хвойные или имеющие конус деревья с голыми семенами и, главным образом, иглой в качестве листьев. Соответственно, лиственные породы относятся к группе деревьев, более точно называемые - покрытосеменные растения. Фактически, на основе клеточных различий, древесину из этих двух групп можно легко отличить визуально при относительно низком увеличении. Дальнейшее разграничение древесины в пределах каждой группы для идентификации, предполагает изучение дополнительных клеточных структур, обычно с микроскопическим увеличением. Систематическое изучение анатомии, идёт рука об руку с изучением строения дерева,хотя дружественные отношения с анатомией, также, фундаментальны с пониманием других аспектных свойств древесины.
Взаимоотношение древесины и влаги, вероятно, является наиболее первостепенной проблемой при использовании древесины и в области сохранения объектов, чем любой другой аспект свойств древесины. Хотя такие проблемы могут быть и сложны, основные принципы можно легко разрешить. Во-первых, деревья являются влажными, так как содержат большое количество влаги в виде сока. Во-вторых, так как пиломатериал, взятый из деревьев, высушен для соответствующего использования, он теряет большую часть своей влажности. В-третьих, потеря этой влажности влияет на многие свойства, такие как: увеличение силы, но уменьшение размеров (усадка). В-четвёртых, после первоначального высыхания, древесина остаётся гигроскопической и продолжает адсорбировать или выделять влажность, и, следовательно, изменять размеры и другие свойства, при изменении относительной влажности окружающую её среды.
Следующий параграф будут более подробно посвящён различным аспектам взаимоотношения между внешним видом, структурой и функциями древесины, чтобы правильно понимать множество проблем, с которыми сталкиваются мебельщики.
2. Природа древесины: внешний вид, клеточная структура и идентификация
Практически вся древесина в производстве мебели является продуктом стебельной части зрелых деревьев. Стебель, также называют стволом, и чаще поставляют в виде "брёвен" для дальнейшей обработки и складирования. Поэтому каждый из компонентов мебели, будь то плоским листом пиломатериала поверхности стола или повернутой ножкой стула, можно интерпретировать с точки зрения его первоначального положения в дереве. Многие характеристики являются общими для всех деревьев и могут обсуждаться без учёта конкретного типа древесины. При рассмотрении возможных подробностей клеточной структуры, будет уместно обсудить хвойные и лиственные породы в отдельности.
Поверхностные особенности
Поперечный или продольный разрез бревна представляет вниманию его важные составляющие, как показано на рисунке 1a. На периферии бревна - слой коры (также называемый флоэмой), которую легко распознать. В пределах коры - главная часть ствола дерева (ксилема). Микроскопически тонкий слой клеток - камбий, отделяет кору от основной части дерева. При рассматривании продольной поверхности разреза, отдельные части клеток древесины, обычно, невозможно рассматривать без увеличения, а в некоторых видах лиственных пород, крупнейшие элементы клеток, можно увидеть на чисто отпиленных поверхностях (рис. 1б).
Однако мы признаём, знакомую схему круговых колец роста, концентрически расположенных вокруг центральной сердцевины. В приделах каждого кольца, и в зависимости от разновидности, первоначально сформированного слоя в раннем возрасте дерева, можно значительно отличать от внешнего - позднего древесного слоя. Текстурное проявление или "рисунок" продольной поверхности, по которому мы можем распознать древесину, является наиболее частым результатом вариации раннего и позднего древесного слоя. Отличие раннего слоя древесины от поздней, обычно объясняется изменением характеристик в ячейках, в результате этого, поздний слой древесины - с большей плотностью, чем ранний слой дерева, но в некоторых лесах, может и не быть значительных различий в свойствах в рамках годичных колец.
--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--