TECHNOLOGYWOOD.RU
Онлайн довідник: "Сучасні технології обробки деревини"
На всіх етапах розвитку людства розширювалося застосування деревини в будівництві. Ускладнювалися як технології обробки деревини так і інструмент за допомогою якого здійснювалася обробка деревини. У сучасному світі важко не згадати таку область життєдіяльності людини де б була задіяна деревина. Звідси випливає, що обробка деревини - це досить цікава тема яка викладена на даному сайті. Даний сайт буде цікавий і пізнавальний як для великих деревообробних підприємств так і для домашнього майстра.
Властивості деревини багато в чому визначаються її структурою, якій властивий ряд відмінних особливостей. Деревина має волокнисту структуру. тому що основна маса клітин відноситься до прозенхімних. Чергування ранньої та пізньої деревини утворює шарувату структуру деревини. Анатомічні елементи і тканини деревини орієнтовані певним чином в стовбурі дерева (волокна, судини, променева і деревна паренхіми, вертикальні і горизонтальні смоляні ходи).
Наведені особливості будови деревини обумовлюють виділення в ній 3-х основних структурних напрямків: аксіальне (вздовж волокон, тобто паралельно осі стовбура), радіальне (поперек волокон уздовж серцевинних променів, тобто вздовж радіуса стовбура) і тангенціальне (поперек волокон по дотичній до кордону між річними кільцями, тобто перпендикулярно серцевинних променях і радіусу стовбура). Багато властивостей деревини (набухання, міцність, проникність і ін.) Безпосередньо залежать від структурного напрямку, що робить деревину звичайним анізотропним матеріалом, у якого на відміну від ізотропного матеріалу кількісні характеристики таких властивостей в кожному напрямку різні. Інша важлива особливість структури деревини - це те що вона є пористим матеріалом, тобто матеріалом, в якому є порожнечі (пори), не заповнені речовиною самого матеріалу. Сумарний обсяг цих пустот і їх лінійні розміри впливають на властивості пористих матеріалів.
Поверхня матеріалу деревини гідрофільна, а поперечні розміри її пустот менше капілярної постійної води (3,8 мм при 20 ° С). Капілярна постійна рідини характеризує лінійний розмір, при якому і менше якого стають істотними капілярні явища. Отже, при контакті деревини з водою повинні спостерігатися капілярні явища (капілярна просочення, капілярна конденсація та ін.), Які відіграють важливу роль не тільки в житті дерева, а й в процесах переробки деревини.
Звідси можна зробити висновок що структура деревини впливає на такі властивості деревини: щільність деревини. пористість деревини і проникність деревини.
Щільність деревини є однією з найважливіших її характеристик як конструкційний матеріал і сировини для різних видів переробки. Вона характеризує кількість речовини в одиниці об'єму та дорівнює відношенню маси деревини до займаного нею обсягу в відповідних одиницях. У тих випадках, коли неможливо або важко виміряти обсяг деревини, визначають відносну щільність деревини. Відносна щільність деревини - безрозмірна величина, так як вона являє собою відношення маси деревини до маси витісняється нею води.
Щільність деревинної речовини РДВ, тобто маса одиниці об'єму деревини, що утворює клітинні стінки, приблизно однакова для деревини різних порід. Це обумовлено схожістю елементного складу, незначною різницею щільності основних компонентів клітинної стінки і низькою зольністю деревини. При визначенні щільності деревинної речовини його масу визначають зважуванням, а об'єм розраховують за різницею обсягу зразка деревини та об'єму рідини, яка заповнила порожнечі в цьому зразку. Середнє значення РДВ для всіх порід прийнято рівним 1530 кг / м3. Слід зазначити, що це значення отримано при визначенні обсягу в воді. При використанні рідин, що не викликають набухання клітинних стінок деревини, значення РДВ знижується до 1440. 1460 кг / м3.
Щільність деревини. що визначається відношенням маси зразка деревини до його об'єму, залежить від її пористості. Пористість деревини висловлює відносний обсяг пустот в ненабухшей деревині, тобто в деревині, яка не містить води.
Для вітчизняних деревних порід пористість лежить в межах від 40 до 77%. Пористість деревини обумовлена наявністю в її структурі порожнин клітин, межклетников і неутолщена ділянок клітинних стінок (мембрани пір), пронизаних найдрібнішими отворами. Сформована клітинна стінка в ненабухшем стані має низьку пористість (<5%). Следовательно, при почти постоянном значении плотности клеточных стенок для разных пород плотность древесины будет связана с толщиной клеточных стенок. Для древесины хвойных пород она зависит также от соотношения ранней и поздней древесины. У древесины лиственных пород кроме толщины клеточных стенок важную роль играет относительный объем сосудов.
На щільність деревини також сильно впливає міститься в ній вода. По-перше, вона увелічіваетмассу зразка, а по-друге, набухання клітинних стінок в воді викликає зміна обсягу зразка. Тому щільність деревини визначають або за відсутності води, або при її певної масовій частці в деревині. Повністю висушені зразки активно поглинають пари води з навколишнього повітря і в ряді випадків зручніше звертатися зі зразками деревини, що містять певну кількість води і знаходяться у відносній рівновазі з навколишньою атмосферою. У технологічних розрахунках іноді використовують базисну щільність деревини, що представляє собою відношення маси абсолютно сухого зразка деревини до його об'єму в максимально набряклому стані. Такий стан характерний для свежесрубленной деревини і деревини, яка перебувала тривалий час в контакті з водою. У цьому випадку фактично визначають базисну відносну щільність; проте прирівнюючи 1 г витісненої води до обсягу 1 см3, перетворюють її з безрозмірною величини в величину, що має розмірність.
Деревні породи характеризуються певними значеннями щільності деревини, на які впливають умови зростання. Залежно від ботанічного виду щільність деревини змінюється в широких межах. Наприклад, для поширених в Росії деревних порід щільність абсолютно сухої деревини змінюється від 350 кг / м3 у ялиці сибірської до 920 кг / м3 у берези залізної.
За щільністю деревини при вологості 12% все вітчизняні породи ділять на три групи: з малою щільністю (540 кг / м3 і менше) - ялина, ялиця, сосна, сосна кедрова, тополя, осика, верба, липа, вільха; середньої щільності (550. 740 кг / м3) - модрина, береза, бук, дуб, в'яз, клен, ясен; високої щільності (750 кг / м3 і більше) - акація, граб, окремі види берези, дуба, ясена. Необхідно відзначити, що деревина хвойних порід, за винятком модрини та деяких видів сосни, має низьку щільність.
Зі структурою деревини тісно пов'язане і таке властивість, як проникність рідинами і газами. Проникність деревини характеризує її здатність пропускати рідину або гази під тиском, що дуже важливо для процесів переробки деревини. Проникність деревини обумовлена існуванням в деревині системи сполучених через пори порожнин клітин і межклетников. Суха клітинна стінка, як уже зазначалося, має низьку пористість, а її компоненти або входять в кристалічні ділянки, або знаходяться в склоподібного стані, що робить клітинну стінку практично непроникною для неполярних середовищ. У полярних рідинах клітинні стінки сильно набухають і пористість їх збільшується. Для технологічних цілей найбільш важливі водопроникність і газопроникність. Оскільки між цими характеристиками є хороша кореляція, а випробування деревини на газопроникність вимагають значно менше часу, то на практиці для оцінки проникності деревини часто визначають її газопроникність.
Проникність деревини. оцінювана масової або об'ємної швидкістю проходження потоку рідини або газу через одиницю площі поверхні зразка деревини, максимальна в аксіальному напрямку, тобто вздовж волокон. У деревини листяних порід вона в кілька разів вище, ніж у хвойних, так як збігаються з напрямом судин. Проникність поперек волокон значно менше і на неї великий вплив мають серцевинні промені. Освіта стиглої і особливо ядрового деревини знижує проникність, а у окремих порід ядерна деревина стає водонепроникною.