Ce este lemnul și cum este?

Lemnul are multe funcții - este folosit pentru a construi case și a face mobilă, încălzit încăperi cu el, ne înconjoară peste tot. Dar ce este lemnul din punct de vedere fizic sau mecanic? Cum poate fi folosit și ce defecte are?

Lemnul se numește materie primă naturală, care este folosită pentru producerea diferitelor tipuri de produse și structuri. Dacă vorbim despre acest material din punct de vedere al fizicii, atunci lemnul este un țesut vegetal, format din celule care aderă între ele cu o densitate mare. Din acest motiv, structura copacului este densă și rezistentă. Celulele copacilor (ca orice alte celule vii) au o coajă. Conține celuloză, ceea ce face ca lemnul să fie atât de durabil. Celulele sunt sub formă de tub - lung și îngust, motiv pentru care li s-a dat numele de fibre.

Lemnul are capacitatea de a reține căldura. Acest lucru se datorează prezenței golurilor între celule - ei sunt cei care rețin căldura și o acumulează. Rezistența și greutatea inconsistente sunt legate de dimensiunea fibrelor. Cu cât sunt mai groase, cu atât lemnul este mai rezistent.

Este mai ușor să tăiați lemnul în direcția în care se află fibrele. Este mai ușor să procesați lemnul acelor specii în care sunt situate în paralel. Arborele de arțar sunt mai dificil de prelucrat, deoarece structura arțarului are o strânsă împletire a celulelor de fibre. Dar nu numai celuloza se găsește în celulele lemnoase. Au, de asemenea, o substanță foarte complexă și misterioasă numită lignină. Datorită lui, fibrele sunt legate între ele. Oamenii de știință nu au reușit încă să deducă formula chimică a ligninei, este atât de complexă.

Lemnul are o nuanță și un miros unic care îl deosebește de alte materiale. Ambele se datorează prezenței în compoziția rășinilor, uleiurilor, în conifere - gume și alte substanțe. Aceleași elemente ajută lemnul să lupte împotriva degradarii. Lemnul este împărțit în două tipuri de specii - foioase și conifere. Ambele grupuri sunt foarte mari. Un grup separat iese în evidență - arbori monocotiledonați, care includ un palmier, bambus.

Toate caracteristicile lemnului sunt împărțite în trei mari grupe: fizice, tehnologice și mecanice.

Acele proprietăți care în timpul testării nu duc la modificări ale compoziției chimice a lemnului se numesc fizice. Acestea includ următoarele caracteristici:

• aspect;
• nivelul de umiditate și tot ce ține de modificările acestuia;
• conductivitate termică și reținere a căldurii;
• conductivitate electrică;
• izolarea fonică și tot ceea ce este legat de aceasta;
• modificări pe care materialul le dobândește după expunerea la radiații electromagnetice.

Aspectul este modelat de componente precum culoarea, luciul, textura și macrostructura. Culoarea se numește senzația vizuală care rămâne după ce copacul reflectă un flux de lumină, sau mai bine zis, din compoziția spectrală a acestei reflexii. Culoarea este extrem de importantă pentru lemn.Se ghidează după aceasta, alegând rasa cu care va fi decorată camera, din care se va realiza mobilier, instrument muzical, gen decorativ și aplicat etc.

Culoarea unui copac depinde de mulți factori - rasa, vârsta, regiunea și clima zonei în care crește. Culoarea se poate schimba sub influența vântului, a soarelui, a infecțiilor fungice, precum și a umidității, mai ales dacă copacul a fost în apă de mult timp. Dar multe rase au un ton unic care poate fi ușor recunoscut de un specialist. Lustrul este proprietatea unui copac de a reflecta un flux de lumină. La unele rase strălucirea este mai puternică, la unele este mai slabă. Dintre speciile care cresc în Rusia, cea mai puternică strălucire se găsește în stejar, lemn de fag, precum și în copaci precum salcâmul alb.

Textura nu este altceva decât un desen al unui copac. Devine vizibilă după tăierea elementelor anatomice (inele anuale, raze ale miezului, vase). În funcție de lățimea inelelor de creștere și de conținutul de lemn târziu, se face o evaluare a calității acestuia. Lățimea inelului arborelui este numărul de straturi conținute într-un centimetru, așezate în direcția radială la capătul lemnului.

Se măsoară prin metode directe sau indirecte. Cel mai simplu și mai fiabil mod de a măsura conținutul de umiditate al lemnului este uscarea acestuia. Este nevoie de timp, dar răspunsul este corect. În ceea ce privește metodele indirecte, acestea sunt semnificativ mai rapide. De exemplu, măsurătorile cu un umidimetru electric conductometric arată câtă apă conține un copac și care este conductibilitatea lui electrică. Dar precizia unor astfel de metode este scăzută - maximum 30% și apoi numai acolo unde a fost introdus acul pentru măsurare.

Apa din copac poate fi liberă și legată. Primul poate fi găsit în cavitatea fibrelor și în spațiul dintre celule. Al doilea este în structura celulei, este ținut de legături fizico-chimice. Dacă apa liberă este îndepărtată destul de ușor din lemn, atunci apa legată este mult mai dificil de îndepărtat. Dacă cheresteaua își schimbă forma în timpul uscării, tăierii sau depozitării, aceasta se numește deformare. Orice ar fi cauzat, duce la apariția defectelor lemnului, prin urmare, trebuie depozitat și prelucrat în conformitate cu tehnologia.

Lemnul are proprietăți precum absorbția umidității și umflarea (pe cale de consecință). Acest lucru ar trebui să fie luat în considerare atunci când lucrați cu el. Nu este întotdeauna negativ, de exemplu, în cuve sau butoaie, proprietatea lemnului de a se umfla și de a crește în dimensiune, din acest motiv, crește densitatea de aderență a elementelor din lemn între ele.

Lemnul are o densitate măsurată în kilograme pe metru cub (sau grame pe centimetru cub). Diferite tipuri de lemn au aceeași densitate de substanță lemnoasă (este 1,53 g / cm3), dar densitate diferită a lemnului complet uscat. Există mai mulți indicatori de densitate - lemnul umed are o densitate, iar lemnul uscat are alta. Lemnul are o caracteristică precum porozitatea, adică gradul de umplere a cavităților goale cu aer. Porozitatea diferitelor roci variază de la 40 la 80%.

Indicele de permeabilitate înseamnă cât de mult dintr-o substanță lichidă sau gazoasă poate trece lemnul sub influența presiunii asupra acestuia. Separat, printre proprietățile fizice ale lemnului, se disting proprietățile termice, care includ capacitatea de căldură, capacitatea de a conduce căldura și de a se extinde sub influența sa, precum și capacitatea de a conduce temperatura. Un copac are proprietatea conductivității electrice, adică trece un curent electric prin el. Cu cât lemnul este mai uscat, cu atât conduce mai rău electricitatea și invers.

Această categorie de proprietăți a lemnului include parametri precum duritatea, rezistența la uzură, tenacitatea, reținerea diferitelor tipuri de elemente de fixare și capacitatea de a prelucra materialul cu unelte de tăiere. Duritatea la impact este proprietatea lemnului de a absorbi forța aplicată acestuia în timpul impactului fără a modifica structura materialului. Viscozitatea ridicată înseamnă că este nevoie de multă forță pentru a sparge proba.

Duritatea se referă la capacitatea lemnului de a rezista unui corp mai dur atunci când este presat. Materialul mai dur pentru lemn și testarea durității este oțelul. Duritatea este determinată cu ajutorul scalei forțemetrului. Rezistența la uzură a lemnului este indicată de proprietatea sa de rezistență la uzură în timpul frecării cu o suprafață cu un strat abraziv. Există o formulă specială pentru calcularea ratei de abraziune.

Lemnul este capabil să reziste sub acțiunea forțelor aplicate acestuia, adică are proprietăți mecanice. Acestea includ rezistența, rezistența la deformare, proprietățile tehnologice și operaționale. Proprietățile mecanice ale lemnului sunt determinate în teste precum tensiune, compresie, încovoiere și forfecare. Lemnul este clasificat ca material anizotrop, ceea ce înseamnă că are proprietăți diferite în direcții diferite.

Rezistența finală este nivelul maxim admisibil de tensiune care precede debutul fracturii probei. Trebuie determinată pe o probă fără defecte, de dimensiuni mici și curată. Pentru a determina rezistența la compresiune a lemnului, aveți nevoie de o probă care are o formă prismatică.

Deformabilitatea este capacitatea de a rezista la sarcini pe termen scurt fără a modifica forma inițială. Datorită elasticității sale, lemnul își poate reveni la forma inițială după încărcări pe termen scurt. Modulul elastic este calculat folosind o formulă specială. Structura lemnului este de așa natură încât se poate deforma sub sarcini constante. Este important să se cunoască exact atât indicele de rezistență, cât și limita rezistenței suplimentare, precum și limita de anduranță (pentru probele supuse sarcinilor alternative).

Există o mulțime de specii de lemn, atunci când alegeți un material pentru construcție sau prelucrare, trebuie să țineți cont de caracteristicile și proprietățile individuale ale fiecăruia. Lemnul este împărțit nu numai în grupuri binecunoscute de specii de foioase și conifere. De exemplu, există o clasificare a lemnului după culoare. În funcție de specie, culorile lemnului diferă. Culoarea unui copac depinde de mai mulți factori. Aceasta este rasa, vârsta, rata la care crește copacul, precum și cantitatea de coloranți pe care o conține.

Luminozitatea este, de asemenea, direct legată de ultimul factor. Alburnul copacului (partea exterioară, care conține celule vii), tonul este întotdeauna mai ușor decât cel al miezului. În partea de miez, în care sunt concentrate taninuri și rășini, nuanța este mult mai închisă. În consecință, la duramen lemnul este mai închis, la alburn este deschis.

Primele includ zada, pin, frasin. Al doilea, cu un miez îngust - mesteacăn, para, tei, arin. Dintre cele enumerate, mesteacănul are o nuanță complet albă de lemn, în timp ce restul au un lemn foarte deschis. Acest lucru se datorează și faptului că amidonul este prezent în alburn. Alburnul este folosit pentru fabricarea plăcilor de parchet.

Coniferele sunt folosite pentru a crea cherestea și alte componente de construcție. Au o structură ușoară și ușor de manevrat. Un număr mare de conifere cresc în Rusia. În ceea ce privește lemnele de esență tare, acestea sunt folosite pentru a crea mobilier și mobilier.

Anumite specii de arbori au o valoare mai mare, se numesc valoroase. Valoarea constă în faptul că aceste roci au o rezistență mult mai mare, durează mai mult și au un model unic. Aceste soiuri sunt folosite pentru a crea mobilier frumos de elită, scânduri de parchet, uși și alte articole de decor. Toate costă mult mai mult decât produsele convenționale din aceeași categorie. Speciile domestice valoroase includ cireș, stejar, par, lemn de trandafir, precum și lemn de arțar alb sau ilus.

Lemnul se distinge și prin semne de lichiditate și ilichiditate.

• Lemn lichid - este folosit pentru nevoile casnice. Cheresteaua lichidă constă din lemn comercial și lemn de foc. La rândul său, lemnul comercial include cheresteaua rotundă și așchiată, dar nu include lemnul de foc. În compoziția lemnului industrial se disting și așchiile tehnologice și rășina de cioturi.
• Lemn nelichid - una care nu poate fi folosita in scop economic din cauza faptului ca si-a pierdut calitatile tehnice din cauza defectelor naturale sau a defectelor de prelucrare.

Defectele lemnului se numesc acele defecte pe care le are. Acest lucru se aplică întregului portbagaj și elementelor sale individuale. Defectul trebuie neapărat să degradeze calitatea lemnului, limitând posibilitatea utilizării acestuia. Toate tipurile de defecte și defecte sunt enumerate în GOST 2140-81. Orice se abate de la structura normală a lemnului este considerat un defect.

Viciile sunt naturale, care apar indiferent de voința unei persoane (expunerea la factori climatici, păsări, insecte, rozătoare, bacterii etc.), și există defecte de prelucrare, care includ acele defecte care apar ca urmare a prelucrării, depozitării sau depozitării necorespunzătoare a materialului.

Viciile pot fi atât condiționate, cât și necondiționate. Un astfel de defect este considerat necondiționat, ceea ce reduce semnificativ calitatea lemnului, cum ar fi putregaiul sau ciuperca. Nodurile sunt cel mai frecvent defect, dar defectele structurale ale lemnului sunt, de asemenea, frecvente. Trunchiul noduros poate fi folosit, de exemplu, pentru decor original, dar nu încetează să fie un viciu. Compoziția permiselor nu include mai mult de două noduri pe un metru de lungime a lemnului, în timp ce nodurile trebuie să fie sănătoase.

Defectele de prelucrare includ tot ceea ce a deteriorat lemnul în timpul impactului mecanic asupra acestuia., si anume - taierea, recoltarea, depozitarea, depozitarea, transportul etc. Este ca urmare a impactului mecanic pe care lemnul sufera cel mai des, dobandind dezavantaje pe care initial nu le-a avut.

Lemnul este folosit in multe domenii ale industriei, fiind unul dintre cele mai ecologice si in acelasi timp ieftine materiale.

Ultimele decenii au arătat importanța utilizării mineralelor și resurselor regenerabile. Acesta din urmă include lemnul de foc folosit drept combustibil. Creșterea utilizării lemnului de foc pentru încălzirea spațiilor a fost înregistrată în întreaga lume, iar Rusia nu face excepție. Peleții de combustibil (peleți) și brichetele de combustibil se fabrică în aproape toate regiunile țării în care există păduri – indiferent dacă sunt conifere sau foioase. De asemenea, cărbunele a devenit brusc popular, deși anterior a fost uitat nemeritat. Acum este utilizat pe scară largă în viața de zi cu zi și la locul de muncă.

Casele de țară în majoritatea covârșitoare a cazurilor de astăzi sunt ridicate din lemn. Avantajele lemnului sunt incontestabile: este prietenos cu mediul, natural, are un aspect atractiv și face posibilă crearea multor modele - de la o colibă ​​clasică rusească până la o cabană alpină. Ei construiesc din lemn nu numai case, ci și băi, saune, foișoare. Lemnul este folosit în construcția de locuințe și în structuri portante, grinzi, tavane. În așezările rurale se mai construiesc case joase din lemn - pentru 2 sau 4 proprietari.

Industria prelucrării lemnului se străduiește acum să mărească rezistența la umiditate, foc, rezistența lemnului tăiat, precum și să îmbunătățească conformitatea lemnului și plăcilor cu codurile de construcție. Dar, în același timp, lemnul ar trebui să rămână un material natural, respirabil, să păstreze un model unic și aroma sa inerentă. Apar în mod constant noi tehnologii de prelucrare și construcție, de exemplu, construcția de case folosind tehnologia lemnului dublu este un fenomen relativ nou, care doar câștigă popularitate în Rusia.

Pe lângă construcții, lemnul este utilizat pe scară largă ca material structural pentru producția de mobilier. - canapele, scaune, mese, dulapuri și multe altele. Scările, balustradele, benzile, balustradele, potecile și trotuarele din grădină și alte elemente decorative în amenajarea peisajului și în clădiri sunt realizate din lemn.

Atât amatorii, cât și profesioniștii sunt angajați în arta aplicată astăzi. Lemnul este folosit pentru meșteșuguri în cele mai variate forme ale sale - de la rumeguș și plăci până la bare și scânduri de parchet. Meșteri cu mâini de aur și din cutii de lemn sau paleți vor crea un scaun de grădină - Adirondack, care nu va arăta mai rău decât unul de fabrică. Din tăieturi se obțin atât poteci originale de plimbare în grădină, cât și plăci de tăiat magnifice sau poze arse cu un puzzle.

Deși un copac este o resursă naturală regenerabilă, este nevoie de câteva decenii pentru ca o pădure să se recupereze complet. Defrișările și incendiile de pădure afectează negativ condițiile climatice și de mediu și reduc cantitatea de resurse disponibile pentru utilizare. Prin urmare, lemnul este reciclat pentru a-l reutiliza în producție, precum și pentru a procesa deșeurile rezultate.

Lemnul poate fi împărțit în business și non-business. Primul include, de exemplu, placa și plăcile de sub șa. Al doilea include furnir și plăci, mai exact, rămășițele acestora, tăieturi de bușteni, diverse bucăți și resturi din activitățile de tâmplărie, iar scoarța, rumegușul, așchii și praful se referă și la lemnul non-business. Lemnul comercial este folosit pentru a crea produse noi. Necomercializarea este supusă colectării, procesării suplimentare și eliminării ulterioare. Deși în ceea ce privește lemnul necomercial, se desfășoară dezvoltări și căutări de modalități de prelucrare. De exemplu, rasul și rumegușul sunt comprimate, după care sunt folosite pentru a face așternut pentru pisici.