Слайд 2
Дерево и его ствол
Растущее дерево состоит из: кроны,
ствола и корней.
Крона состоит из ветвей и листьев или
хвои.
Ствол это часть дерева от корней до вершины, несущая на себе ветви.
Ствол растущего дерева проводит воду с растворенными минеральными веществами вверх (восходящий поток), а с органическими веществами - вниз по лубу к корням (нисходящий ток).
Тонкая верхняя часть ствола называется вершиной, толстая нижняя часть – комлем.
Корни проводят воду с растворенными минеральными веществами вверх к стволу, хранят запасы питательных веществ и удерживают дерево в вертикальном положении.
Слайд 3
Строение древесины
В результате растительного происхождения древесина имеет трубчатое
слоисто-волокнистое строение.
Основную массу древесины составляют древесные волокна, расположенные вдоль
ствола. Они состоят из удлиненных пустотелых оболочек отмерших клеток (трахеидов, длиной порядка 3 мм) и органических веществ (целлюлозы и легнины).
Древесные волокна располагаются концентрическими слоями вокруг оси ствола, которые называются годичными слоями.
Слайд 4
Строение древесины
В древесине только лиственных пород имеются сосуды
– элементы структуры, имеющие форму трубок.
По сосудам из корней
в крону поднимается вода с питательными веществами.
Ширина крупных сосудов измеряется в пределах 0,2-0,4 мм , мелких сосудов – 0,016 – 0.1 мм. Длина сосудов достигает 10 см.
По расположению сосудов в годичном слое различают породы кольце-сосудистые и рассеянно-сосудистые.
У кольце-сосудистых пород (дуб, ясень и др.) крупные сосуды расположены в ранней зоне годичного слоя, а мелкие в поздней зоне.
У рассеянно-сосудистых пород крупные сосуды (хурма) или мелкие сосуды (береза, осина и др.)равномерно распределены по годичному слою.
Слайд 5
Макроструктура древесины
Разрезы ствола:
1- поперечный (торцовой):
2- радиальный;
3-тангенциальный.
Полное
представление о структуре древесины дают три разреза ствола.
ПОПЕРЕЧНЫМ называется разрез, который проходит поперек ствола дерева.
РАДИАЛЬНЫМ называется продольный разрез, в результате которого, плоскость разреза проходит через сердцевину ствола.
ТАНГЕНЦИАЛЬНЫМ называется продольный разрез, при котором плоскость разреза проходит на расстоянии от сердцевины, по касательной к годичному слою ствола.
Слайд 6
Макроструктура древесины
Это тонкий слой живых клеток, видимый только
под микроскопом. Слой камбия откладывает в сторону коры клетки
луба, а к центру - клетки древесины.
СЕРДЦЕВИНА (4) - узкая центральная часть ствола, состоящая из рыхлой (мягкой) ткани, характеризующаяся бурым или более светлым, чем у окружающей древесины, цветом.
КОРА (1) – внешний слой, защищающий дерево от механических воздействий.
ЛУБ (2) - внутренний слой коры, прилегающий к камбию.
КАМБИЙ (КАМБИАЛЬНОЕ КОЛЬЦО (3)) - ткань, при помощи которой в стеблях и корнях образуются вторичные проводящие ткани.
Слайд 7
Макроструктура древесины
ГОДИЧНЫЙ СЛОЙ (ГОДИЧНОЕ КОЛЬЦО(7)) - слой древесины,
образовавшийся за один годичный сезон роста. Ширина годичного кольца
зависит от породы и условий произрастания.
СЕРДЦЕВИННЫЙ ЛУЧ (8) - лентоподобное образование из клеток, направленное радиально по отношению к слоям роста.
ДРЕВЕСИНА - это ткань высших растений, служащая для проведения воды и растворов минеральных солей от корней к листьям и другим органам дерева.
В древесину входят ядро и заболонь.
ЯДРО (5) - внутренняя часть древесины в дереве, которая не содержит живых клеток. Обычно темнее заболони, не всегда точно с ней различима.
ЗАБОЛОНЬ (6) - соседствующие с камбием свежие наружные слои древесины. Имеет более светлую, чем ядро, окраску.
Слайд 8
Виды пород по составу древесины
Породы, у которых ядро
отличается от заболони более темной окраской и меньшей влажностью,
относят к ядровым (сосна, лиственница, дуб, кедр и др.).
У спело-древесных пород (ель, пихта, бук, липа и др.) центральная часть ствола отличается от заболони только меньшей влажностью, а по внешнему виду не отличается от остальной древесины.
У заболонных пород (береза, клен, ольха, осина и др.) значительного различия между центральной и наружной частями ствола заметить невозможно, т.е. ядро отсутствует.
Слайд 9
Прирост древесины
ГОДИЧНЫЙ СЛОЙ (ГОДИЧНОЕ КОЛЬЦО) или СЛОЙ (КОЛЬЦО)
РОСТА - слой древесины, образовавшийся за один годичный сезон
роста. Ширина годичного кольца зависит от породы и условий произрастания.
ПОКАЗАТЕЛЬ ПРИРОСТА (ШИРИНА ГОДИЧНОГО КОЛЬЦА) - среднее расстояние между двумя годичными кольцами по радиусу торца бревна. Для измерения ширины годичного кольца выбирают характерный радиус на торце бревна. Измеряют длину 75% этого радиуса, начиная от боковой поверхности. Подсчитывают число годичных колец на измеренной части радиуса. Ширину годичных колец вычисляют делением длины участка радиуса на число колец на нем.
Слайд 10
Прирост древесины
РАННЯЯ ДРЕВЕСИНА - часть годичного кольца, которая
формируется в ранней стадии периода роста - весной. Это
внутренний слой годичного кольца. Он менее плотный и более светлый, чем поздняя древесина.
ПОЗДНЯЯ ДРЕВЕСИНА - часть годичного кольца роста, которая формируется в поздней стадии периода роста – поздним летом. Плотнее и темнее, чем ранняя древесина. Расположена ближе к коре.
Плотность древесины зависит от относительного содержания в ней поздней древесины.
Слайд 11
Химический состав древесины
Древесина состоит из органических веществ, в
состав которых входят химические элементы: углерод С (49,5%), водород
Н (6,3%), кислород О (44,2%) и азот N (0,12%).
Химические элементы образуют сложные органические вещества. Главные из них - целлюлоза, лигнин и гемицеллюлоза - образуют клеточную стенку и составляют 95-99% массы абсолютно сухой древесины. К остальным относятся дубильные вещества и смолы.
Целлюлоза имеет широкое применение в народном хозяйстве. Она идет на изготовление бумаги, картона, ваты, искусственного шелка, меха и кожи, взрывчатых веществ, целлулоида, целлофана, вискозных, кордных нитей, фото- и кинопленок, лаков, пластмасс и др.
Лигнин используется в производстве пластмасс, ванилина, активированного угля и др.
Слайд 12
Физические свойства древесины
ПЛОТНОСТЬ - отношение массы древесины к
ее объему.
Зависит от породы, влажности, условий произрастания дерева
и не бывает постоянной даже на различных участках одного и того же ствола.
По плотности древесные породы условно делятся на три группы.
Малой плотностью (до 540 кг/м3) отличаются сосна, ель, пихта, кедр, тополь, липа, ива, ольха.
Средней плотностью (550-740 кг/м3) - лиственница, тис, береза, бук, вяз, груша, дуб, клен, яблоня, ясень.
И высокой плотностью (750 кг/м3 и выше) - акация белая, граб, самшит, кизил, рябина.
От плотности древесины зависит ее прочность, которая меняется в пределах годичных слоев: более поздний слой в 2-3 раза прочнее раннего.
Плотность повышается с увеличением влажности.
Слайд 13
Физические свойства древесины
ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ древесины называется ее способность проводить
теплоту через свою толщу от одной поверхности к другой.
Теплопроводность сухой древесины незначительна, что объясняется пористостью ее строения. Полости, межклеточные и внутриклеточные пространства в сухой древесине заполнены воздухом, который является плохим проводником теплоты.
Коэффициент теплопроводности древесины равен 0,12-0,39 Вт/(м-град).
Слайд 14
Физические свойства древесины
Благодаря низкой теплопроводности древесина получила широкое
распространение в строительстве.
Плотная древесина проводит теплоту несколько лучше рыхлой.
Влажность древесины повышает ее теплопроводность, так как вода по сравнению с воздухом является лучшим проводником теплоты.
Теплопроводность древесины зависит от направления ее волокон и породы. Например, теплопроводность древесины вдоль волокон примерно вдвое больше, чем поперек.
Слайд 15
Физические свойства древесины
ЗВУКОПРОВОДНОСТЬЮ называется свойство материала проводить звук.
Звукопроводность характеризуется скоростью распространения звука в материале.
В древесине
быстрее всего звук распространяется вдоль волокон, медленнее - в радиальном и очень медленно - в тангенциальном направлениях.
Звукопроводность древесины в продольном направлении в 16 раз, а в поперечном в 3 - 4 раза больше звукопроводности воздуха.
Слайд 16
Физические свойства древесины
Это отрицательное свойство древесины требует при
устройстве деревянных перегородок, полов и потолков применения звукоизолирующих материалов.
Звукопроводность древесины и ее способность резонировать (усиливать звук без искажения тона) широко используются при изготовлении музыкальных инструментов.
Повышенная влажность древесины понижает ее звукопроводность.
Слайд 17
Физические свойства древесины
ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬЮ древесины характеризуется ее сопротивлением прохождению
электрического тока.
Электропроводность древесины зависит от породы, температуры, направления
волокон и ее влажности.
Электропроводность сухой древесины незначительна. Это позволяет применять ее в качестве изоляционного материала.
Слайд 18
Физические свойства древесины
При увеличении влажности в диапазоне от
0 до 30% электрическое сопротивление падает в миллионы раз,
а при увеличении влажности свыше 30% - в десятки раз.
Электрическое сопротивление древесины вдоль волокон меньше в несколько раз, чем поперек волокон.
Повышение температуры древесины приводит к уменьшению ее сопротивления примерно в 2 раза.
Слайд 19
Физические свойства древесины
ЦВЕТ древесине придают содержащиеся в ее
клетках дубильные, смолистые и красящие вещества.
Цвет древесина может
иметь самый разный - от белого до черного через желтый, розовый, красный и коричневый.
При помощи разного рода обработки (пропаривания, протравливания, тонировки и т. п.) цвет древесины может быть улучшен и скорректирован.
Поскольку цвет дерева, а особенно его ценных пород, обладает богатейшими оттенками, он играет огромную роль при изготовлении мебели, музыкальных инструментов, столярных и художественных изделий, например, при выполнении инкрустаций.
Слайд 20
Физические свойства древесины
Красивый вид древесине придает БЛЕСК.
Блеск древесины
можно усилить (при помощи полирования, лакировки, вощения и т.
д.).
Однако не все породы дерева обладают одинаковым блеском изначально, и зависит это прежде всего от структуры древесины.
Особенно сильно блестит древесина белой акации, дуба, платана, ильма, бука, клена.
Самыми же "матовыми" породами дерева являются осина, липа и тополь.
Слайд 21
Физические свойства древесины
Рисунок (ТЕКСТУРА) - одно из наиболее
ценных свойств дерева.
Существует даже понятие - "декоративная ценность
дерева", и определяется она, прежде всего по рисунку.
Текстура зависит от ширины годичных колец, разницы в цвете сердцевины (ядра) и более молодых наружных слоев (заболони), наличия или отсутствия крупных сосудов и сердцевинных лучей, а также расположения волокон.
Характер текстуры зависит от направления распила дерева.
Слайд 22
Физические свойства древесины
При поперечном разрезе распил проходит перпендикулярно
оси ствола, а годичные кольца имеют форму кругов.
При
радиальном разрезе распил проходит через сердцевину ствола; годичные кольца на таком распиле образуют прямые линии.
Тангенциальный разрез дает извилистые линии.
Лиственные породы дают красивый рисунок на радиальном и тангенциальном разрезах, хвойные породы - на тангенциальном разрезе.
Слайд 23
АБРИКОС
АЙВА
АКАЦИЯ
АМАРАНТ (Бразилия)
Слайд 24
БАКАУТ (Куба)
БАРХАТ (Амурское пробковое дерево)
БЕРЕЗА
БЕРЕЗА карельская
Слайд 25
БОКОТЕ (Ангертина)
БОЯРЫШНИК
ВЕРЕСК
ГОЙЯБАО (Бразилия)
Слайд 26
ДУБ
ЕЛЬ
ЗЕБРАНО (Западная Африка)
ИВА
Слайд 27
КЛЕН
КОКОБОЛО (побережье Тихого океана
КОКОС
МОАБИ (Нигерия)
Слайд 28
МОВИНГУ (Африка)
НИОВЕ (Габон)
ОЛИВА
ОЛЬХА
Слайд 29
ОСИНА
ПАЛИСАНДР (Индонезия)
ПИХТА
РОЗЕВУД (Американский тополь)
Слайд 30
РЯБИНА
СЕКВОЙЯ
СЛИВА
СНЕЙКВУД (Центральная Америка)
Слайд 31
СОСНА
ТОПОЛЬ
ТУЯ
ТЮЛЕПИЯ (Северная Америка)
Слайд 32
УЛИН (Суматра)
УМНИНИ (Южная Африка)
ЧЕРЕМУХА
ЧЕРЕШНЯ
Слайд 33
ЭБЕН (Индонезия)
ЭВКАЛИПТ
ЯБЛОНЯ
ЯСЕНЬ
Слайд 35
Площади, занятые лесом.
Количество лесных площадей от площади страны:
Почти
половина – около 40%;
Примерно 123 млн. км3 .
Расположено около
¾ площадей в районах:
Сибири;
Дальнего Востока;
Севера европейской части России, вт.ч. в Республике Коми.
Слайд 36
Преобладающие породы.
Хвойные породы – ¾ от всех:
Лиственница –
37%;
Сосна – 19%;
Ель и пихта – 20%;
Кедр – 8%.
Лиственные
породы:
Береза – 1/6 общей площади лесов.
Слайд 37
Свойства северных хвойных пород древесины
Деревья в северных широтах
растут крайне медленно, лишь в течение короткого лета.
Поэтому
годовые кольца у деревьев очень тонкие, редко превышающие 1 мм, и волокна очень плотно прилегают друг к другу.
Этим объясняется хорошая прочность древесины.
Бревна из северной древесины служат дольше, они очень слабо подвержены деформациям, влиянию сырости, перепадам температур.
Северная древесина имеет очень привлекательный внешний вид.
Слайд 38
Механические свойства древесины
Прочность.
Древесина относится к материалам средней
прочности, однако, ее относительная прочность с учетом малой плотности
позволяет сравнивать ее со сталью.
Древесина является анизотропным материалом, поэтому ее прочность зависит от направления действия усилий по отношению к волокнам. При действии усилий вдоль волокон, оболочки клеток работают в самых благоприятных условиях и древесина показывает наибольшую прочность.
Средний предел прочности древесины сосны без пороков вдоль волокон составляет:
При растяжении – 100 МПа.
При изгибе – 80 МПа.
При сжатии – 44 МПа.
При растяжении, сжатии и скалывании поперек волокон эта величина не превосходит 6,5 МПа.
Слайд 39
Механические свойства древесины
Прочность.
Наличие пороков значительно (~ на30%)
снижает прочность древесины при сжатии и изгибе, а особенно
(~ на 70%) при растяжении.
Длительность действия нагрузки существенно влияет на прочность древесины.
При неограниченно длительном нагружении ее прочность характеризуется пределом длительного сопротивления, который составляет только 0,5 предела прочности при стандартном нагружении.
Наибольшую прочность, в 1,5 раза превышающую кратковременную, древесина показывает при кратчайших ударных и взрывных нагрузках.
Вибрационные нагрузки, вызывающие переменные по знаку напряжения, снижают ее прочность.
Слайд 40
Механические свойства древесины
Жесткость древесины (ее степень деформативности под
действием нагрузки) существенно зависит от направления действия нагрузок по
отношению к волокнам, их длительности и влажности древесины. Жесткость определяется модулем упругости Е.
Для хвойных пород вдоль волокон Е = 15000 МПа.
В СНиП II-25-80 модуль упругости для любой породы древесины Ео = 10000 МПа. Е90 = 400 МПа.
При повышенной влажности, температура, а также при совместном действии постоянных и временных нагрузок значение Е снижается коэффициентами условия работы mв, mт, mд < 1.
Слайд 41
Механические свойства древесины
Твердость – характеризует способность древесины сопротивлятся
внедрению в него более твердого тела.
Твердость древесины в торцевом
направлении выше твердости в тангенциальном и радиальном направлении в среднем на 30-40%.
Твердость древесины, высушенной до влажности 12%, в 1,502,0 раза выше твердости 30% влажности.
Чем выше твердость древесины. Тем труднее ее обрабатывать.
Слайд 42
Механические свойства древесины
Ударная вязкость – это способность древесины
поглощать работу при ударе без разрушения.
Вязкость древесины лиственных пород
примерно в 1.5-2.0 раза выше вязкости древесины хвойных пород.
Слайд 43
Механические свойства древесины-Влияние влажности.
Изменение влажности в
пределах от 0% до 30% приводит к снижению прочности
древесины на 30% от максимальной.
Дальнейшее изменение влажности не приводит к снижению прочности древесины.
Для сравнивания показателей прочности и жесткости древесины установлено значение стандартной влажности 12%.
В12=ВW[1+α(W-12)],
где α – поправочный коэффициент, при сжатии и изгибе α = 0,04.
Слайд 44
Механические свойства древесины-Влияние влажности.
Поперечное изменение влажности (усушка и
разбухание) приводят к короблению древесины.
Наибольшая усушка происходит поперек
волокон, перпендикулярно годичным слоям.
Деформации усушки развиваются неравномерно от поверхности к центру.
При усушке появляется не только коробление, но и усушечные трещины.
Слайд 45
Механические свойства древесины - Влияние температуры.
При повышении
температуры предел прочности и модуль упругости снижаются, а хрупкость
древесины повышается.
Предел прочности древесины Gt при температуре t в пределах от 10 до 30 оС можно определять исходя из ее начальной прочности - G20 при температуре 20 оС с учетом поправочного коэффициента β = 3,5 МПа.
Gt = G20 – β(t-20).
Слайд 46
Усушка и коробление
1- усушка; 2-растрескивание; 3-поперечное коробление; 4-
продольное коробление
