Глава 4. Материалы и изделия из древесины

Древесина - освобожденная от коры ткань древесных волокон, содержащаяся в стволе дерева.

В отличие от богатств земных недр лес восстанавливается и при рациональном пользовании может быть неубывающим источником сырья. По величине лесных массивов Россия занимает первое место в мире, однако это не значит, что можно неограниченно применять древесину. Лес определяет климатические условия в стране, сохраняет здоровье людей.

Потребность в лесоматериалах удовлетворяется путем комплексной переработки древесины. Наряду с традиционными материалами все шире применяют материалы из отходов древесины (горбыль, рейки, стружки, опилки и проч.) На передовых деревообрабатывающих комбинатах коэффициент использования древесного сырья доходит до 0,98.

Качество древесины зависит от породы. К хвойным породам, широко используемым в строительстве, относятся сосна, лиственница, ель, пихта и кедр. Лиственные породы используют значительно реже. Наибольшее применение из них имеют дуб, ясень, бук, береза, ольха.

4.1. Состав и строение древесины

По составу древесина представляет собой целлюлозу (С₆Н₁₀О₅)_n , где n>2500. Макромолекулы природного полимера - целлюлозы имеют сложное строение, эластичны и сильно вытянуты.

Строение древесины изучают на макро- и микроуровне. Макроструктурой называют строение ствола дерева, видимое невооруженным глазом. Макроструктуру изучают на трех основных разрезах ствола: поперечном (торцевом) – он делается перпендикулярно оси ствола, радиальном, проходящем вдоль оси ствола через его сердцевину, и тангенциальном, проходящем по хорде вдоль ствола. На этих разрезах можно различить следующие части ствола: сердцевину (тонкая полая трубка в самом центре – клетки первого года жизни дерева), кору, луб, камбий, годичные кольца, заболонь, ядро, сердцевинные лучи.

Под защитой коры и лубяного слоя у растущего дерева располагается тонкий кольцевой слой живых клеток - камбий. Здесь происходит деление клеток древесины. Ежегодно с весны до осени камбий откладывает в сторону коры клетки луба и внутрь ствола - клетки древесины.

Каждое годичное кольцо состоит из слоя ранней древесины, образовавшейся весной и в начале лета, и поздней, которая образуется к концу лета. Ранняя древесина состоит из крупных тонкостенных клеток и на срезе выглядит светлой. Поздняя древесина имеет мелкие толстостенные клетки; она менее пориста, обладает большей прочностью и имеет темный цвет.

Ядро - это внутренняя часть ствола, примыкающая к сердцевине, состоящая из отмерших клеток, пропитанных у хвойных пород смолой, а у лиственных - дубильными веществами. Эта часть ствола становится более твердой и менее склонной к загниванию. Более молодая древесина ближе к коре называется заболонью. Она состоит из живых клеток, по которым перемещаются питательные вещества и влага от корней к кроне. Эта часть древесины имеет большую влажность, малую прочность, легко загнивает, склонна к короблению.

Сердцевинные лучи состоят из клеток, вытянутых в поперечном направлении, и служат для создания запаса влаги и питательных веществ на зимнее время. Древесина легко раскалывается и растрескивается по сердцевинным лучам.

Микроструктуру древесины изучают под микроскопом. Основную массу древесины составляют клетки веретенообразной формы, вытянутые вдоль ствола. Исключение составляют клетки сердцевинных лучей. Поперечный размер клеток древесины 0,01...0,1 мм, длина 0,5-10 мм. Крупные сосуды (разросшиеся клетки) у лиственных пород могут достигать длины 2...3 м Оболочки клеток имеют сложное строение. У хвойных пород имеются межклеточные пространства, заполненные смолой - смоляные ходы.