Структура древесины
Каждому, кто работает с древесиной, важно знать, какими свойствами обладает данный материал. Понятие свойств древесины тесно связано с ее структурой. Человек, обладающий знаниями в этой области, наиболее качественно и осмысленно произведет процесс обработки древесины, процесс хранения, реставрации изделий из нее. В частности мастер, строящий деревянный дом, должен обязательно понимать это. В данной статье рассмотрена связь структуры и физико-механических свойств древесины.
Главные разрезы
Основные разрезы приведены на рисунке ниже. Они обладают различными свойствами и строением.
Главные разрезы ствола дерева:
1 — поперечный (торцовый), 2 — радиальный, 3 — тангенциальный
Поперечный разрез
Разрез, перпендикулярный оси ствола и направлению волокон, образует собой торцевую, или, как ее называют, поперечную секущую плоскость ствола. На данном разрезе хорошо просматривается структура древесины, а именно концентрические годовые кольца, сердцевина, сердцевинные лучи, разрез коры и луб. Поперечный разрез представлен на рисунке:
Радиальный разрез
Разрез, проходящий через середину ствола вдоль направления волокон древесины, образует радиальную секущую плоскость. При таком сечении годичные кольца также видны, но не в виде концентрических колец, а в виде параллельных полос.
Тангенциальный разрез
Тангенциальный разрез, как и радиальный, направлен вдоль волокон, но проходит не через ось ствола, а на некотором расстоянии от нее. Иными словами данный разрез строится по хорде поперечного сечения. В тангенциальном разрезе годичные кольца имеют вид вытянутых вверх парабол, поскольку ствол с годичными кольцами сужается кверху.
Элементы структуры
Рассмотрим подробнее каждый элемент на поперечном разрезе.
Поперечный разрез ствола:
1 — сердцевина, 2 — сердцевинные лучи, 3 — ядро, 4 — пробковый слой, 5 — лубяной слой, 6 — заболонь, 7 — камбий, 8 — годичные слои
Ядро
Ядро древесины — центральный участок в стволе дерева. У некоторых пород этот участок выражен неявно. Ядро имеет большую плотность по сравнению с заболонью, поскольку данный слой не принимает участия в обменных процессах и не выполняет транспортных функций. Наиболее часто ядро древесины заметно в поперечном разрезе и имеет окрас более темный, чем заболонь. Но существуют и исключения, когда слои древесины на протяжении нескольких лет слабо подвергаются каким-либо химическим изменениям. Однако, у многих деревьев цвет ядра изменяется с возрастом. Некоторые породы вообще не имеют ядра и состоят из одной лишь заболони: береза, осина.
Можно сделать вывод, что ядро древесины обладает свойствами, отличающимися от свойств заболони: высокой прочностью и плотностью, а так же другими физико-механическими и химическими свойствами, зависящими от породы.
Заболонь
Заболонь, так же известная как оболонь или подкорье, включает в себя наружные молодые слои древесины, активные в физиологическом плане. Заболонь выполняет функцию транспортировки воды и хранения запасных веществ. В сравнении с ядром, заболонь имеет низкую прочность, плотность, легче подвергается поражению насекомыми и грибами. В промышленном отношении заболонь содержит очень полезный материал — смолистую густую массу «Живицу».
Сердцевина
Сердцевина — древесина, состоящая из рыхлой, мягкой ткани. Распологается сердцевина в центральной части ствола. На поперечном разрезе выглядит в виде светлого или светло-бурого пятна округлой или звездообразной формы. Вместе с первичной древесиной сердцевина образует сердцевинную трубку. Часто от сердцевинной трубки отходят зачатки мелких сучков, что негативно влияет на физико-механические свойства.
Сердцевинные лучи
Сердцевинные лучи — направленные от сердцевины к коре по радиусам линии. Такие линии имеются у всех пород, но у некоторых они широкие, и потому заметные невооруженным глазом. Сердцевидные лучи служат в растущем дереве средством транспортиролвки влаги в горизонтальном направлении. Существуют первичные и вторичные сердцевинные лучи. Первичные разделяют ксилемную часть стебля и корня на радиальные секторы. Вторичные не достигают середины стебля, тоесть возникают в годичных кольцах последующих лет.
Кора
Кора делится на два слоя: лубяной слой и пробковый слой
Пробковым слоем называют верхний слой коры, являющийся скоплением отмерших клеток. Он является наиболее плотным слоем и выполняет защитную функцию. Были случаи, когда именно пробковый слой защищал дерево от воздействия пламени! Он защищает дерево от воздействия неблагоприятных факторов ( гниение, насекомые и др.) В частных случаях пробковый слой является ценным материалом : кора пробкового дуба обладает удивительной структурой, основным свойством которой является отсутствие межклеточного пространства. Этот слой периодически снимается со стволов, и после такой процедуры дерево не погибает, а образует новый пробковый слой.
Лубяной слой — внутренний слой коры, выполняющий функции, как защиты, так и транспортировки соков, питающих дерево. Под соками подразумевается жидкость с выработанными в листьях органическими веществами. Лубяной слой так же используется в хозяйстве, например, лубяной слой липы идет на плетение различных вещей.
Производя строительство строительство деревянных домов следует, соблюдать осторожность при окорении и строгании бревна.
Камбий
Камбий — прослойка между лубяным слоем и заболонью. Камбий дает начало вторичным проводящим тканям и несет в себе образовательную функцию, обеспечивая рост этих тканей в ширину. Активность камбия в зависимости от сезона влияет на образование годичных колец.
Годичные кольца
Годичные кольца(годовые слои) — области цикличного прироста тканей у деревьев. Возникновение годовых колец обуславливается неравномерным развитием организма, в совокупности с воздействием внешних факторов. Каждое кольцо состоит из двух частей — светлой и тёмной. Количество колец на спиле говорит о возрасте дерева и о темпах его роста, в зависимости от высоты, на которой был произведен поперечный разрез. Тропические растения годичных колец не образуют, поскольку, в связи с климатическими условиями, растут круглый год.
© Copyright 2011 All Rights Reserved — «Удача Дом»
Источник
Строение дерева
Ствол — это основная и наиболее ценная часть дерева, дающая 60-90% деловой древесины. Тонкую часть ствола называют вершиной, толстую — комлем. Строение ствола дерева, видимое невооруженным глазом, называют макроструктурой. Она хорошо видна на трех основных разрезах ствола.
Основные разрезы ствола
Различают торцевой разрез, перпендикулярный продольной оси ствола (см. рисунок), радиальный разрез, перпендикулярный торцевому разрезу и проходящий через сердцевину ствола; тангентальный разрез, проходящий по касательной к годовым слоям на некотором расстоянии от сердцевины.
Строение и свойства древесины неодинаковы по различным разрезам. На поперечном разрезе ствола различают кору, ее пробковый и лубяной слои, камбий; видна древесина, ее заболонь и ядро, где различны годовые слои, сердцевинные лучи и сердцевина (см. рисунок).
Поперечный разрез ствола и его составные части
Сердцевина расположена в центре ствола дерева по всей его длине. Она имеет рыхлое строение, непрочна и подвержена быстрому загниванию. У хвойных пород диаметр сердцевины равен 3-4 см, а у лиственных несколько больше. Ежегодно прирост древесины происходит на одно годовое кольцо, образуемое камбием под корой.
При росте дерева древесина сердцевины разрушается, поэтому диаметр ее по направлению к кроне постепенно увеличивается. У некоторых пород, например сосны, лиственницы, дуба, ясеня и кедра, часть древесины, расположенная ближе к сердцевине, имеет более темную окраску и пониженную влажность. Эту наиболее ценную часть древесины называют ядром, а остальную часть, расположенную в сторону коры, — заболонью. Существуют породы, у которых отсутствует ядро, у них одинаковый цвет древесины по всему сечению.
Древесина ядра отличается прочностью, плотностью и твердостью, а также большой сопротивляемостью к загниванию, чем заболонь, которая состоит из молодых клеток, отличающихся меньшей плотностью древесины. Сокодвижение — перемещение воды с растворенными в ней питательными веществами — происходит по заболони. Толщина заболони зависит от породы дерева, его возраста и условий роста. Рост ядра с отмиранием клеток заболони превращается в древесину ядра.
У березы, бука, клена, осины и ольхи центр ствола имеет темную окраску, свидетельствующую о начальной стадии загнивания. Эту часть ствола называют ложным ядром.
Между заболонью и корой располагается тонкий слой живых клеток — камбий. В вегетационный период деление камбиальных клеток образует новые клетки древесины и коры. При этом дерево растет как в толщину, так и в длину. Кора состоит из наружного пробкового слоя и внутреннего лубяного.
Наружный слой защищает дерево от атмосферных влияний и механических повреждений, внутренний передает вниз по стволу органические питательные вещества, выработанные в листьях кроны.
У большинства хвойных пород в поперечном разрезе ствола различны годовые слои в виде концентрических окружностей. Ежегодно при нормальном росте образуется один годовой слой. Его толщина (в направлении радиуса) у разных древесных пород различна. Ранняя древесина годового слоя сердцевины отличается от поздней древесины, находящейся ближе к коре. Это объясняется ростом ранней древесины годового слоя весной и в начале лета. В это время в почве мало влаги и клетки ранней древесины рыхлые и светлые, обеспечивающие сокодвижение. Поздняя древесина годового слоя растет в конце лета и осенью.
У лиственных пород клетки поздней древесины (годового слоя) состоят из опорных тканей, а у хвойных пород — из толстостенных трахеид, более темных по цвету и отличающихся плотностью и прочностью.
Ширина годовых слоев зависит от возраста дерева, от породы и условий роста. У молодых деревьев годовые слои обычно более широкие, кроме ивы, имеющей только узкие годовые слои. У сосны, растущей на севере, годовые слои более узкие, чем у сосны, растущей в южных широтах. Свойства древесины характеризует ширина годовых слоев. Хвойные породы с узкими годовыми слоями отличаются большей прочностью и смолистостью.
Сосна с узкими годовыми слоями краснобурого цвета более ценна, чем с широкими годовыми слоями. Древесина хвойных пород, на торцевом разрезе которой в радиальном направлении в 1 см насчитывается не менее трех и не более 25 годичных слоев, считается лучшей. У лиственных древесных пород наоборот, чем шире годовые слои, тем плотнее, тверже и более прочная древесина. Это характерно для дуба, каштана, ильма, ясеня, вяза. У этих пород в весенний период независимо от климатических, почвенных и других условий образуется 2-3 ряда крупной проводящей ткани (трахеид), а затем — поздняя древесина годового слоя, состоящая из механически прочных тканей.
У березы, бука, граба, клена, липы, ольхи, осины древесина не имеет ярко выраженных годовых слоев и ширина годового слоя не влияет на качество древесины.
Сердцевинные лучи располагаются в стволе в радиальном направлении. Различают первичные и вторичные лучи. Первичные сердцевинные лучи начинаются от сердцевины и доходят до коры, вторичные начинаются недалеко от сердцевины и продолжаются до коры. По сердцевинным лучам в горизонтальном направлении перемещаются вода, питательные вещества и воздух. На поперечном разрезе ствола крупные сердцевинные лучи различимы в виде блестящих полосок, на радиальном разрезе — в виде полосок или пятен, а на тангентальном разрезе — в виде точек или полосок. Древесина хорошо раскалывается по направлению сердцевинных лучей. Сердцевинные лучи встречаются у большинства древесных пород, но их размер, вид и количество зависят от породы и условий роста. У деревьев, выросших на солнце, больше сердцевинных лучей, чем у тех, что росли в тени.
Источник