Строение древесины » Строительный вестник
Войти  |  Регистрация
Авторизация
» » Строение древесины

Строение древесины



В растущем дереве различают три основных части: корни, ствол с ветками и крону. Масса ствола составляет 60-90 % массы дерева. Для изготовления строительных материалов используется преимущественно ствол, который состоит из древесины. Древесина - это комплекс образованных камбием клеток, выполняющих проводящие, запасающие и механические функции. В стволе дерева древесина находится между сердцевиной и корой. Достоинства и недостатки древесины как строительного материала обусловлены ее строением.
Макроструктура древесины. Поскольку древесина анизотропна, ее строение изучают на поперечном, радиальном и тангенциальном срезах (рис. 8.1 и 8.2).
Строение древесины

Ствол дерева состоит из коры, камбия, древесины и сердцевины. Кора предохраняет древесину от резких колебаний температуры и состоит из корки, пробковой ткани и луба. Луб проводит питательные вещества (продукты фотосинтеза) от кроны к стволу и корням. Камбий расположен за лубом и состоит из живых клеток, способных к делению (митозу) и росту. Делением клеток камбия обеспечивается рост дерева.
Древесина является основной частью ствола и содержит проводящие клетки и ткани, по которым вода поднимается от корней к кроне. В некоторых древесных породах периферическая часть (заболонь) отличается по цвету от центральной (ядро). Такие породы называются ядровыми (сосна, лиственница, дуб). У других пород ядро не отличается по цвету от заболони, но центральная зона имеет более низкую влажность. Такие породы называют спелодревесными (ель, пихта). Если влажность древесины приблизительно одинакова, порода называется заболонной (береза, клен). Древесные клетки, образовавшиеся в течение года, формируют годовой слой, на поперечном срезе годовые слои имеют вид концентрических окружностей. Годовой слой состоит из двух зон - светлой, менее плотной (ранняя) и темной, более плотной (поздняя). Лиственные породы делятся на кольцесосудистые (дуб, ясень), у которых крупные сосуды расположены в ранней зоне годового слоя и их можно увидеть невооруженным глазом. В рассеяннососудистых породах (береза, осина) сосуды равномерно распределены по годовому слою. На поперечном срезе хвойных пород можно увидеть смоляные ходы (сосна, кедр, лиственница, ель). Смола повышает биостойкость древесины. Сердцевина ствола состоит из рыхлой, первичной ткани с невысокой прочностью.
Микроструктура древесины - особенности строения, которые можно изучить, рассматривая тонкие срезы древесных пород под микроскопом. Схемы микроскопического строения древесины сосны, дуба и березы представлены соответственно на рис. 8.3-8.5.
Древесина состоит из древесных клеток и тканей. По форме различают клетки, вытянутые в длину (прозенхимные) и клетки приблизительно изометрические (паренхимные).
В процессе роста дерева происходит дифференциация клеток в зависимости от их назначения. Группы одинаковых по назначению клеток образуют древесные ткани. Различают клетки и ткани проводящие, опорные или механические, запасающие, образовательные (камбий), ассимиляционные (фотосинтез в листьях и хвое) и покровные - кора дерева.
Строение древесины

В хвойных породах проводящими клетками являются трахеиды весенней (ранней) зоны годового слоя; опорные клетки образуют позднюю (летнюю) зону. В лиственных породах проводящую функцию выполняют в основном сосуды, а механическую - либриформ.
Запасающая ткань состоит из паренхимных клеток, образующих систему сердцевинных лучей.
Древесина растущего дерева содержит живые и омертвевшие клетки. Живая клетка состоит из оболочки, протоплазмы и ядра. В строительстве применяется срубленная древесина, состоящая из оболочек древесных клеток.
Физико-механические свойства древесины зависят от ее химического состава и строения оболочек древесных клеток и древесины в целом.
Оболочка древесной клетки состоит из органических веществ, природных полимеров, главным из которых является целлюлоза (C6H10O5)n, где п - число элементарных звеньев в молекуле. Кроме целлюлозы оболочку образуют также гемицеллюлоза и лигнин.
Строение древесины

Целлюлоза - природный полимер, относящийся к группе полисахаридов. Макромолекула целлюлозы состоит из элементарных звеньев Д-глюкозы, соединенных в линейные неразветвленные цепочки. Целлюлоза образует первичную оболочку древесной клетки и относится к кристаллическим полимерам. Основным структурным элементом оболочки является мицелла - пучок нитевидных молекул целлюлозы. Мицеллы группируются в ряды, связанные между собой. Мицеллярные ряды соединяются в древесные волокна называемые фибриллами, которые также соединяются между собой. Мицеллярные ряды и фибриллы направлены вдоль оси ствола по спирали (рис. 8.6).
Фибриллы обладают признаками, характерными для молекулярных кристаллов. Целлюлоза - вещество белого цвета, имеющее форму продольных спиральных волокон, которые выполняют в древесине функции армирующего компонента, повышая прочность на растяжение.
В части оболочки клетки кристаллы целлюлозы отличаются более высокой концентрацией дефектов структуры и эту часть называют гемицеллюлозой. Последняя прочно связана с целлюлозой.
Строение древесины

Другой важной структурной составляющей оболочки древесной клетки является лигнин, также относящийся к природным полимерам. Лигнин - аморфное вещество, содержится во вторичной оболочке древесной клетки. Древесина хвойных пород содержит 48-56 % целлюлозы, 26-30 % лигнина и 23-26 % гемицеллюлозы.
Оболочка древесной клетки состоит из первичного, вторичного и третичного слоев (рис. 8.6, б и в). Вторичный слой, в свою очередь, состоит из внешнего, центрального и внутреннего слоев. Между клетками находится межклеточное вещество. Первичный слой состоит из целлюлозы (микрофибрилл), вторичный - из целлюлозы и лигнина.
Древесину рассматривают как твердое тело, состоящее из матрицы, образованной лигнином, и армирующего компонента - микрофибрилл целлюлозы. Эта модель хорошо согласуется с физическими свойствами древесины - анизотропностью, высокой прочностью при растяжении и сжатии.
Кроме целлюлозы и лигнина древесина содержит экстрактивные вещества - смолы, танниды, эфирные масла, красители и др. Эти вещества определяют цвет и запах древесины.
Древесина является пористым материалом. Поры разделяют на крупные и мелкие. Крупные капиллярные поры - это полости клеток, по которым в живом дереве обеспечивается массообмен - движение влаги. Сравнительно мелкие поры находятся в стенках клеток между и внутри фибрилл. Заполнение крупных капилляров водой мало влияет на качество древесины как строительного материала. Сравнительно мелкие поры и капилляры обусловливают сорбцию водяного пара и высокую гигроскопичность древесины.
Добавлено Serxio 29-01-2016, 17:50 Просмотров: 3 895
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent