259

1

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение Высшего профессионального образования

«Воронежская государственная лесотехническая академия»

Древесиноведение. Лесное товароведение

Методические указания по организации самостоятельной работы студентов заочной формы обучения

по направлению 250400 - Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств

Воронеж 2013

2

УДК 630*81

Курьянова, Т. К. Древесиноведение. Лесное товароведение [Текст]: методические указания по организации самостоятельной работы студентов заочной формы обучения по направлению 250400 - Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств [Электронный ресурс] / Т. К. Курьянова, А. В. Киселева; Мин. по образованию, ФГБОУ ВПО «ВГЛТА». – Воронеж, 2013. – 22 с. [Электронный ресурс]

Печатается по решению редакционно-издательского совета ВГЛТА

Рецензент : Директор ООО «Олми» к.т.н. Медведев И. Н.

3

Введение

Предмет «Древесиноведение. Лесное товароведение» содержит комплекс сведений о свойствах древесины как растительного сырья и материала, применяемого в различных отраслях народного хозяйства, а также представление о разнообразных и многочисленных лесных сортиментах, товарах, получаемых из древесины и ее отходов. Курс содержит сведения о принципах стандартизации лесных товаров, их номенклатуре и качестве.

1. Группы сведений о древесине и сортиментах из неѐ

По отдельным группам сведений о древесине и сортиментах из неѐ цели сводятся к следующему:

1.1При изучении строения древесины:

-строение древесины хвойных пород на макроскопическом уровне;

-строение древесины лиственных пород на макроскопическом уровне;

-образование и строение клеточной стенки на молекулярном и надмоле кулярном уровнях;

-отличия в строении хвойных и лиственных пород на микроскопическом уровне.

1.2При изучении химических свойств древесины:

- свойства основных химических веществ, образующих клеточную стенку(целлюлоза, гемицеллюлоза и лигнин);

-экстрактивные вещества, их свойства и получение;

-древесина как сырьѐ для целлюлознобумажной, гидролизной и лесохимической промышленности.

1.3При изучении физических свойств древесины:

-внешний вид древесины как декоративного и конструкционного материала;

- влажность древесины, формы влаги в древесине, способы их определения, предел насышения клеточной стенки;

-гигроскопичность древесины, предел гигроскопичности, усушка древесины, разбухание и способы их определения;

-внутренние напряжения и коробление древесины при сушке;

-плотность древесины, факторы влияющие на плотность древесины и идентификация древесных пород по плотности;

4

-тепловые, электрические и звуковые свойства древесины.

1.4При изучении механических свойств:

-особенности проведения механических испытаний;

-прочность и деформативность древесины при воздействии внешних

сил;

-реологические свойства древесины при длительных статических и переменных нагрузках;

-показатели технологических свойств древесины;

-удельные характеристики механических свойств древесины, и ее свойства как конструкционного материала;

-факторы влияющие на механические свойства древесины.

1.5При изучении пороков древесины:

-причины возникновения пороков древесины и их влияние на качество материала и полезный выход деловых сортиментов;

-классификация пороков древесины по группам, по подгруппам и разновидностям;

-основные сортообразующие пороки круглого леса и способы их измере-

ния;

-основные сортообразующие пороки пилопродукции и способы их измерения.

1.6При изучении лесного товароведения:

-основные группы лесных товаров и классы лесных сортиментов в зависимости от способа производства;

-основные сведения о квалиметрии как о количественной оценки качества лесной продукции;

-общие сведения о стандартизвции продукции;

-стандартизация и качество лесных товаров;

-круглые лесоматериалы, их характеристика, технические требования, обмер, учет и контроль качества;

-пилопродукция, еѐ характеристика, технические требования, обмер, учет

иконтроль качества;

-продукция специальных производств, их характеристика, технические требования, обмер, учет и контроль качества.

5

2. Общие указания к изучению курса

Исследования фундаментальных свойств древесины необходимы для усовершенствования существующих и создания новых экономических, ресурсосберегающих технологических процессов и древесных материалов. Товароведческие основы управления качеством продукции из древесины.

Для успешного изучения настоящего курса студент должен знать химию высокомолекулярных соединений, физику, сопротивление материалов, теплотехнику и электротехнику.

Общий объем курса составляет по учебному плану – 150 часов, из

них:

130 ч – на самостоятельное обучение;

12 ч – 6 лекций; 8 ч – лабораторных работ в период экзаменационной сессии.

Примерное содержание лекций и количество часов, отведенных на них в период экзаменационной сессии.

1.Леса России и их ресурсы. Сфера использования древесины. Проблемы рационального использования древесных ресурсов – 2 часа.

2.Строение дерева, ствола, древесины (макро и микростроение) – 2

часа.

3.Физические свойства древесины: влажность, гигроскопичность, усушка, разбухание - 2 часа.

4.Возникновение внутренних напряжений при сушке, покоробленность – 2 часа.

5.Механические и реологические свойства древесины. Пороки древесины 2 часа.

6.Основы стандартизации лесных сортиментов. Группы лесных товаров. Лесные сортименты по видам производств -2 часа.

Содержание лабораторных работ определяется программой:

1.Изучение строения древесины – 3 часа.

2.Изучение физических свойств древесины -2 часа.

3.Изучение пороков древесины - 1,5 часа.

4.Обмер, определение объема и сортности круглых лесоматериалов и пилопродукции -1,5часа.

Курс изучается путем:

6

-самостоятельной проработки учебника и учебных пособий согласно программе;

-лекций во время занятий на сессии;

-выполнение лабораторных занятий;

Одновременно с самостоятельным изучением курса студент заочной формы обучения выполняет контрольную работу.

Контрольная работа должна быть выслана в вуз заблаговременно.

В период очной сессии студент слушает лекции, выполняет лабораторные работы, сдает зачет и экзамен по курсу.

3 Указания к отдельным главам курса

3.1 Введение

Древесина - основная продукция лесов, которая находит самое широкое и многообразное использование. Запасы древесины РФ составляют около 82 млрд. м3, в том числе 64 млрд. м3 – это ценнейшая древесина хвойных пород. Несмотря на значительный ежегодный прирост древесины около 951 млн. м3, необходимо изыскивать возможности комплексного и рационального ее использования, что является частным решением общей проблемы охраны окружающей среды.

Для осуществления поставленной задачи, необходимы, прежде всего, всесторонние знания о строении древесины на микро и макроскопическом уровне, знание ее физических и механических свойств в зависимости от различных лесоводческих и других факторов, знание пороков древесины и причины их появления, а также способов улучшения качества древесины. Необходимо иметь четкое представление о разнообразных и многочисленных лесных сортиментах, товарах, получаемых из древесины и ее отходов. Все эти сведения рассматриваются в дисциплине «Древесиноведение. Лесное товароведение».

Изучение курса «Древесиноведение. Лесное товароведение» дает студентам знания о свойствах древесины как растительного сырья и материала, применяемого в различных отраслях народного хозяйства, а также представление о принципах стандартизации лесных товаров, их номенклатуре и качестве.

7

Настоящие указания составлены на основании программы дисциплины «Древесиноведение. Лесное товароведение» учебно-методического объединения по лесоинженерным специальностям.

Дисциплина «Древесиноведение. Лесное товароведение» изучается студентами факультета «Технология деревообработки» на 4 курсе.

Студенты изучают курс самостоятельно, прорабатывая учебный материал по учебникам и дополнительной литературе. После проработки всего учебного материала студенты выполняют две контрольные работы в соответствии с заданиями, приведенными на с 21, 51 настоящих методических указаний.

В целях обобщения и углубления знаний, а также дополнения некоторых недостаточно освещенных в учебниках вопросах студенты в период ла- бораторно-экзаменационной сессии слушают лекции по основным разделам курса и выполняют предусмотренные учебным планом лабораторные работы.

Все возникающие в процессе проработки курса вопросы выясняются у преподавателя в часы индивидуальных и групповых консультаций.

После прохождения курса студенты получают зачет и сдают экзамен. К зачету допускаются лишь те студенты, которые выполнили все лабораторные и контрольные работы.

3.2 Строение дерева, древесины и коры

Древесные растения, их жизнь, рост и развитие. Части растущего дерева: корни, ствол, крона, их относительный объем, функциональное и промышленное значение. Главные разрезы ствола. Части ствола: сердцевина, древесина и кора. Перспективы комплексного использования биомассы дерева.

Макроскопическое строение древесины. Заболонь, ядро, спелая древесина. Годичные слои. Ранняя и поздняя древесина годичных слоев. Сердцевинные лучи. Сосуды. Смоляные ходы. Прожилки (сердцевинные повторения). Различия в макростроении древесины хвойных, лиственных кольцесосудистых и рассеяннососудистых пород. Идентификация породы по макростроению древесины.

Микроскопическое строение древесины. Способы и средства изучения микростроения древесины. Растительные клетки. Ткани древесины. Камбий. Образование и строение клеточных стенок. Живые и мертвые клетки древе-

8

сины. Анатомические элементы древесины. Анатомические элементы древесины хвойных пород: ранние и поздние трахеиды, сердцевинные лучи, смоляные ходы, древесная паренхима. Анатомические элементы древесины лиственных пород: волокна либриформа, сосуды, сосудистые и волокнистые трахеиды, горизонтальная (сердцевинные лучи) вертикальная паренхима. Строение древесины корней.

Микроскопическое строение сердцевины и коры. Сердцевина и первичная древесина. Строение коры: ситовидные клетки (у хвойных пород) и ситовидные трубки (у лиственных пород), лубяные лучи, лубяная паренхима, пробковый камбий, пробковые клетки.

Контрольные вопросы

1.Назовите основные части ствола.

2.Какие основные разрезы необходимы для изучения строения и свойств древесины?

3.Назовите элементы макроскопического строения древесины.

4.Дайте характеристику основных макроэлементов хвойных, лиственных кольцесосудистых и рассеянососудистых пород.

5.Назовите виды клеток и тканей в древесине по строению и выполняемым функциям.

6.Образование и строение клеточной стенки. Из скольких слоев состоит клеточная стенка и какое строение каждого из слоя?

7.Что такое поры в клеточной стенке, их виды у хвойных и лиственных

пород.

8.Чем отличается микростроение древесины хвойных пород от лиственных? Укажите строение и расположение элементов, выполняющих проводящие, механические и запалающие функции в древесине хвойных и лиственных пород.

9.Назовите особенности микростроения коры.

10.Укажите отличие и сходство в строении древесины ствола и корней.

3.3 Химические свойства древесины и коры

Химический состав древесины и коры. Элементарный химический состав. Содержание основных органических веществ в древесине хвойных и лиственных пород, а также в коре.

9

Характеристика основных органических веществ. Целлюлоза, ее строение и свойства. Гемицеллюлозы: пентозаны и гексозаны. Лигнин. Суберин. Экстрактивные вещества: танниды, камеди, красящие вещества, смолы, алкалоиды и др.

Древесина, кора и древесная зелень как химическое сырье. Получение и использование целлюлозных материалов. Гидролиз древесины. Термическое разложение древесины и коры (пиролиз и энергохимическая переработка). Теплота сгорания древесины и коры. Биологически активные вещества из древесной зелени (витамины, фитонциды и др.) и их использование.

Контрольные вопросы

1.Какие основные химические элементы входят в состав древесины?

2.Какие органические вещества образуют клеточную стенку?

3. Основные экстрактивные вещества древесины, их получение и использование.

4.Где используется древесная зелень?

5.Как используется кора?

6.Способы получения целлюлозы.

7.Какие основные продукты получают при пиролизе?

8.Что такое гидролиз древесины?

3.4 Физические свойства древесины и коры

Общие положения. Определения понятия «Физические свойства древесины». Классификация физических свойств. Особенности физических испытаний древесины.

Свойства, характеризующие внешний вид древесины. Цвет древесины: колорометрические характеристики и способы их определения. Блеск древесины. Текстура древесины. Понятие о декоративной древесине. Показатели макроструктуры: ширина годичных слоев, степень равнослойности, процент поздней древесины, равноплотность и величина структурных неровностей. Способы определения показателей макроструктуры.

Влажность древесины и коры; свойства, связанные с ее изменением. Показатели влажности. Связанная (гигроскопическая) и свободная (капиллярная) влага. Предел насыщения клеточных стенок и предел гигроскопичности. Способы определения влажности: прямые и косвенные. Закономерно-

10

сти распределения влажности в стволе растущего дерева, сезонные колебания влажности. Влажностные состояния древесины. Высыхание древесины. Усушка древесины: показатели и методы их определения. Понятия о внутренних напряжениях и методы их измерения. Коробление и растрескивание древесины. Влагопоглощение древесины. Разбухание древесины: показатели и методы их определения. Давление набухания. Водопоглощение древесины.

Плотность древесины и коры. Плотность древесинного вещества. Плотность абсолютно сухой и влажной древесины. Пористость древесины. Плотность коры. Способы определения плотности древесины и коры.

Проницаемость древесины жидкостями и газами. Способы определения водопроницаемости древесины. Показатели водо- и газопроницаемости древесины разных пород; зависимость показателей от анатомических зон и структурных направлений древесины.

Тепловые свойства древесины. Теплоемкость. Теплопроводность. Температуропроводность. Тепловое расширение. Зависимость теплофизических характеристик древесины от ее плотности, влажности, температуры, структурных направлений.

Электрические свойства древесины. Электропроводность. Способы определения электрического сопротивления древесины. Электрическая прочность древесины. Диэлектрические свойства древесины. Пьезоэлектрические свойства древесины.

Звуковые свойства древесины. Показатели, характеризующие распространение звука в древесине: скорость звука, акустическое сопротивление, логарифмический декремент колебаний и методы их определения. Звукоизоляционная и звукопоглощающая способность древесины; показатели и методы их определения. Резонансная способность древесины, константа излучения. Использование ультразвука для исследования свойств древесины.

Свойства древесины, появляющиеся при воздействии электромагнитных излучений.

Контрольные вопросы

1.Влияние ширины годичного слоя на качество древесных пород.

2.Связь между плотностью, прочностью и содержанием поздней древе-

сины.

3.Что такое абсолютная и относительная влажность древесины?

4.Достоинства и недостатки прямых и косвенных методов определения