Будова деревини: властивості, особливості хімічного складу. Фото з описом мікроструктури та макроструктури дерева

Будова деревини – основні розрізи стовбура: коріння, кора, крона. Фізико-механічні властивості та мікроструктура деревини

10 років тому в Канаді знайшли останки дерев, які росли майже 400 млн. років тому. Деревина тисячі років служить паливом, матеріалом для будівництва, з них роблять меблі, папір, створюють шедеври мистецтва та багато іншого.

Поняття деревини

Деревина – це тверда тканина дерева або чагарника без кори. Основну масу дає ствол. Деревину складають шари, розташовані від серцевини до кори. Є складною тканиною, в якій по судинах надходить волога з мікроелементами від коріння до крони.

При зростанні дерева його центральна частина поступово мертвіє. Судини, що проходять нею, теж поступово закупорюються.

За розташуванням великих судин деревину поділяють на:

Кільцесудинну – ільм, акація, дуб – найбільші судини знаходяться біля центру. У кільцесудинних дерев деревина важка і відрізняється міцністю.
Розсіяно-судинну – бук, береза, горобина – судини розміщені майже рівномірно.

У деревині більшості рослин добре помітні так звані кільця росту (річні або річні), і серцевинні (радіальні) промені. Усередині річного кільця є рання зона, що формується навесні, та пізня зона, що формується влітку.По серцевим променям рухається вода, що містить поживні елементи та речовини.

Склад та будову деревини вивчають за розрізами, вони бувають трьох видів:

Поперечний (торцевий) – поперек.
Радіальний – проводиться безпосередньо через серцевину вздовж.
Тангенціальний – не торкаючись серцевини, паралельно до зростання.

Стовбур дерева: його будова

Стовбур складається з наступних елементів:

Кора – зовнішній поверхневий шар.
Луб – знаходиться під корою (під її пробковим прошарком) і покриває заболонь.
Камбій – клітинний активний шар, у якому відбувається навесні та влітку поділ клітин. З середини осені та взимку поділ припиняється до наступної весни. Процес чітко видно при поперечному розрізі. Так з’являються річні обручки.
Заболонь – по ній доставляються корисні речовини та волога вгору від коріння до крони.
Ядро – зріла деревина. Фізіологічні процеси у ядрі не відбуваються. Шар вважається “мертвим”. Ядро хвойних порід містить багато смол. Темніше за кольором, ніж заболонь.
Серцевина – відносно м’яка та пухка, знаходиться під захистом твердих шарів.

Молодий стовбур дерева складається з м’якого та просоченого вологою шару – заболоні. Поступово частина заболоні відмирає та утворюється серцевина.

Породи дерев, що мають ядро, називаються ядерними (майже всі хвойні породи, частина листяних). Породи дерев, у яких серцевина відмирає, але її колір не змінюється, називаються спелодревесні (осика, ялина).

У третій групі дерев серцевина не відмирає, їх називають «заболонні» або «без’ядрові» (береза, груша). Існує в деревині деяких листяних порід дерев хибне ядро (береза, вільха). Воно відрізняється від цього тим, що може перетинати контури річних кілець.

Властивості деревини

Основні властивості поділяються на:

Механічні

Міцність – стійкість до руйнівних механічних зусиль. У разі поперечного впливу міцність знижується до 8 разів.
Пружність – здатність чинити опір зміні обсягу та форми при механічних зусиллях. Залежить від рівномірності шарів та розмірів радіальних променів. На еластичність впливає вологість.
В’язкість – здатність гнутися не руйнуючись. Збільшується при підвищенні вологості.
Ступінь стійкості до деформації.

Фізичні

Зовнішні (наприклад: фарбування, текстура, запах).
Гігроскопічність – здатність віддавати та поглинати вологу.
Щільність. Залежна від вологості. Рівень оптимальної вологості трохи більше 15%. Висока щільність забезпечує відмінну міцність.
Твердість – здатність деревини протистояти впливу твердих тіл (шурупів, цвяхів). Розраховується методом Брінелля чи методом Янка. Щільність та напрямок волокон у зоні впливу впливають на твердість. Існує 5 видів твердості: дуже м’яка (ялиця), м’яка (береза, липа), середньої твердості (в’яз, горіх), тверда (ясен, яблуня, вишня), дуже тверда (сукупіра, мутіння, тис). Твердість модрини порівнюють із каменем.
Теплопровідність.
Звукопровідність
Електропровідність.

Хімічні: Стійкість до дії кислот та лугів, газів. У листяних породах міститься менше целюлози, ніж у хвойних. Цим пояснюється їхня знижена хімічна стійкість.

Технологічні

Здатність тримати кріплення з металу (цвяхів, шурупів).
Зносостійкість (здатність не руйнуватися при терті). Чим сухіша, твердіша і щільніша деревина, тим вища стійкість до зносу.
Пластичність.
Опір розколу (розподілу на волокна під ударами клину). Збільшується разом із в’язкістю.

Деревина як будматеріал

Позитивні властивості деревини як будматеріалу:

Міцність при відносно невеликій щільності.
Гарні теплоізолюючі властивості (низька теплопровідність).
Питома міцність наближається до показника сталі і вище, ніж у цегли та бетону.
Жорсткість близька до незагартованої сталі.
Слабо схильна до лінійного розширення.
Довговічність.
Слабо схильна до механічних вібрацій.
Прекрасно проводить радіохвилі.

Серйозним недоліком є неоднорідність деревини, що призводить до набухання, деформації, усихання.

В даний час методи захисту деревини гарантують довговічність. Технологія виготовлення клеєного бруса практично повністю позбавляє цього недоліку.

Пороки деревини

До вад деревини відносять:

Наявність сучків.
Природні та придбані тріщини.
Кривізна стовбура.
Нерівномірне розташування волокон, змінені форми річних кілець.
Поразки, завдані грибами (що фарбують і руйнують грибки).
Наявність біологічних пошкоджень (червоточини).

Хімічний склад деревини

За своїм хімічним складом деревина всіх дерев практично однакова.

Її складають 3 елементи:

Вуглець 50%.
Кисень 44%.
Водень 6%.

З цих елементів складаються речовини. Деревина на 1% складається з неорганічних хімічних речовин (зола, що утворюється при спалюванні) і 99% складають органічні.