74. Микроструктура древесины.

Микроструктура древесины представлена большим числом мельчайших клеток. Оболочки клеток состоят в основном из органического вещества - целлюлозы. Это природный полимер, нерастворимый в воде и органических растворителях. Целлюло­за образует систему первичных волокон, называемых микро­фибриллами. Первичные волокна расположены в оболочках кле­ток в несколько слоев.

Древесина состоит из 40...50 % целлюлозы, 20...30 % лигни­на, 15...30 % гемицеллюлозы и 1...3 % смол, масел и дубильных веществ. В состав древесины входит 49,5 % углерода, 44,08 % кислорода, 0,12 % азота, 6,3 % водорода и 0,2...1,7 % минераль­ных веществ.

Отличительная особенность структуры древесины заключа­ется в том, что она состоит из множества клеток волокнистого строения. Волокна ориентированы в основном вдоль оси ствола. Стенки клеток древесинного вещества сравнительно тонкие. Ориентированное расположение волокон служит причиной не­одинаковых свойств древесины в радиальном, тангенциальном и продольном направлениях. Полости клеток, на которые прихо­дится значительная часть объема, формируют вместе с межкле­точными промежутками большую пористость древесины.

Клетки в древесине имеют различное функциональное зна­чение. Одни из них выполняют функции проводящих клеток, другие - опорных или механических, третьи - запасающих, чет­вертые - образовательных (расположены в камбиальном слое), пятые - ассимиляционных (находятся в листве и хвое и благо­приятствуют образованию питательных веществ), шестые - по­крывных (в коре дерева). Клетки, имеющие одинаковое строе­ние и выполняющие одну и ту же функцию, образуют ткани. Особо выделяют ткани про

Древесина хвойных пород имеет относительно простое строение (рис. 24). Она состоит из клеток почти одного типа - трахеид. Это - мертвые веретенообразные клетки длиной от 1,5 до 5 мм со стенками разной толщины и полостями различных размеров. Трахеиды весенней древесины имеют широкие полос­ти и тонкие стенки, а осенней - более узкие полости и толстые стенки. В стенках трахеид имеются поры, через которые клетки общаются между собой и при помощи которых содержимое жи­вых клеток соединяется в одно целое.

Лиственные породы имеют более сложное анатомическое строение. Проводящими (водопроводящими) клетками служат сосуды - длинные трубки шириной 0,02...0,5 мм. Механические клетки и соответственно механическая ткань, называемые у ли­ственных пород либриформом, заметно отличаются своей вере­тенообразной формой, толстыми стенками с тцелевидными по­рами, узкими полостями. Механические клетки - сравнительно небольшие по длине и диаметру. Все клетки либриформа явля­ются мертвыми, и лишь паренхимные клетки, как и в хвойных породах, образуют сердцевинные лучи, запасающие и проводя­щие питательные вещества в радиальном направлении (их объ­емная доля в лиственных породах - около 10 %, в хвойных - 3...5 %).

75. Макроструктура древесины.

Макроструктура древесины различима невооруженным гла­зом или при небольшом увеличении, например с помощью лу­пы. Выделяют следующие основные элементы макроструктуры: сердцевину, ядро, заболонь, камбий и годичные слои.

Сердцевина - узкая центральная часть ствола (рис. 236). Она представляет собой рыхлую, слабую ткань первичного образо­вания, легко поддается загниванию. В досках и брусках толщи­ной до 50 мм сердцевина, как правило, не допускается.

Ядро - это внутренняя зона древесного ствола, большей ча­стью темноокрашенная. Ядро образуется в результате отмира­ния живых клеток древесины. Темная окраска ядра объясняется отложением в клетках древесины смолы, дубильных и красящих веществ, углекислого кальция. Эти вещества увеличивают стой­кость древесины ядра против загнивания.

Заболонь - светлая наружная зона ствола, окружающая ядро. В основном она состоит из живых клеток. Как правило, древе­сина заболони светлоокрашенная. По механическим свойствам она не уступает древесине ядра, но хуже сопротивляется загни­ванию.

Древесные породы, у которых четко различимы ядро и забо­лонь, называют ядровыми (дуб, сосна, лиственница, кедр). В ря­де случаев центральная часть древесины имеет такой же цвет, что и наружная, но отличается меньшим содержанием влаги.

Такую древесину называют спелой, а породы - спелодревесными (ель, пихта, бук). Остальные породы, у которых нет различия между центральной и наружной частью ствола ни по цвету, ни по влажности, называют заболонными (береза, осина, ольха).

Камбий - тончайший слой из полностью живых клеток, спо­собных к росту и делению на большую часть, откладываемую в сторону древесины, и меньшую часть - в сторону от центра, где расположен следующий слой в виде луба (внутренний слой коры).

Годичные слои представляют собой ежегодный прирост дре­весины. Они состоят из клеток, образовавшихся за один вегета­ционный период. На поперечном разрезе годичные слои распо­ложены в виде концентрических колец, на радиальном разрезе они образуют параллельные полосы, идущие в продольном на­правлении, на тангенциальном - извилистые сходящиеся линии (рис. 23).

Каждый годичный слой состоит из ранней и поздней древе­сины. Ранняя древесина образуется весной, поздняя - к концу лета. Ранняя древесина светлее поздней. Клетки ранней древе­сины более крупные, а толщина стенок в них меньшая. Поэтому ранняя древесина более пористая и слабая, а поздняя - более плотная и прочная. Чем больше в годичном слое поздней древе­сины, тем выше механические свойства породы.