עץ: מה זה ובאילו מאפיינים הוא מובחן? מבנה ומרקם, סוגים ותפקוד, צבע. מה כלול בהרכב הכימי? יישום

2024 מְחַבֵּר: Beatrice Philips | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-18 12:12

לעץ יש פונקציות רבות - הוא משמש לבניית בתים וייצור רהיטים, מחממים איתו חדרים, הוא מקיף אותנו בכל מקום. אבל מהו עץ מבחינת פיזיקה או מכניקה? כיצד ניתן להשתמש בו, ואילו פגמים יש בו?

מה זה?

העץ נקרא חומר גלם טבעי, המשמש לייצור מוצרים ומבנים מסוגים שונים. אם אנחנו מדברים על חומר זה מנקודת המבט של הפיזיקה, אז העץ הוא רקמת צמחים, המורכבת מתאים שנדבקים זה לזה עם צפיפות גבוהה . בשל כך, מבנה העץ צפוף ועמיד. לתאי עץ (כמו לכל תאים חיים אחרים) יש מעטפת. הוא מכיל תאית, מה שהופך את העץ לעמיד כל כך. התאים הם בצורת צינור - ארוך וצר, ולכן ניתן להם שם סיבים.

לעץ יש יכולת לשמור על חום . הסיבה לכך היא נוכחותם של חללים בין התאים - הם אלו שלוכדים חום ומצברים אותו. חוזק ומשקל לא עקביים קשורים לגודל הסיבים. ככל שהם עבים יותר, העץ עמיד יותר.

קל יותר לחתוך עץ בכיוון שבו נמצאים הסיבים. קל יותר לעבד עץ מהמינים שבהם הם נמצאים במקביל . עצי מייפל קשים יותר לעיבוד, מאחר שבמבנה המייפל יש שזירה הדוקה של תאי סיבים. אך לא רק תאית נמצאת בתאי עץ. יש להם גם חומר מאוד מורכב ומסתורי בשם ליגנין. בזכותו הסיבים מחוברים זה לזה. מדענים עדיין לא הצליחו להסיק את הנוסחה הכימית של ליגנין, היא כה מורכבת.

לעץ יש גוון וריח ייחודיים המבדילים אותו מחומרים אחרים . שניהם נובעים מהנוכחות בהרכב של שרפים, שמנים, בעצי מחט - חניכיים וחומרים אחרים. אותם אלמנטים מסייעים לעץ להילחם בהתפרקות. העץ מתחלק לשני סוגים של מינים - נשירים ומחטניים. שתי הקבוצות גדולות מאוד. קבוצה נפרדת בולטת - עצים חד -גזעיים, הכוללים עץ דקל, במבוק.

גזעים מסוימים הם בעלי ערך רב יותר מאחרים. הערך מוגדל על ידי תכונות כגון חוזק, עמידות ונוכחות מרקם מקורי - דוגמה. מינים יקרי ערך כוללים אלון, דובדבן, עץ אשור ועוד כמה.

מאפיינים בסיסיים

כל מאפייני העץ מתחלקים לשלוש קבוצות גדולות: פיסי, טכנולוגי ומכני.

גוּפָנִי

תכונות אלה שבמהלך הבדיקה אינן מובילות לשינויים בהרכב הכימי של העץ נקראות פיזיות. אלה כוללים את המאפיינים הבאים:

• מראה חיצוני;
• רמת הלחות וכל הקשור לשינויים בה;
• מוליכות תרמית ושמירת חום;
• מוליכות חשמלית;
• בידוד קול וכל מה שקשור אליו;
• שינויים שהחומר רוכש לאחר חשיפה לקרינה אלקטרומגנטית.

רכיבים כגון צבע, מבריק, מרקם ומבנה מאקרו יוצרים את המראה . צבע נקרא התחושה הוויזואלית שנותרה לאחר שהעץ מחזיר זרם אור, או יותר נכון, מההרכב הספקטראלי של השתקפות זו. הצבע חשוב ביותר לעץ. הם מונחים על ידו בבחירת הגזע שאיתו יעוטר החדר, ממנו ייווצרו רהיטים, כלי נגינה, ז'אנר דקורטיבי ויישומי וכו '.

צבע העץ תלוי בגורמים רבים - גזע, גיל, אזור ואקלים של האזור בו הוא גדל. הצבע עשוי להשתנות בהשפעת הרוח, השמש, זיהום פטרייתי ולחות, במיוחד אם העץ נמצא במים זמן רב . אבל לגזעים רבים יש טון ייחודי שניתן לזהות אותו בקלות על ידי מומחה. הברק הוא נכס של עץ המשקף זרם אור. בגזעים מסוימים הברק חזק יותר, בחלקם הוא חלש יותר. מבין המינים הגדלים ברוסיה, הברק החזק ביותר הוא באלון, עץ אשור, כמו גם בעצים כגון שיטה לבנה.

המרקם אינו אלא ציור של עץ . הוא נהיה גלוי לאחר חיתוך האלמנטים האנטומיים (טבעות שנתיות, קרני הליבה, כלי). על פי רוחב טבעות הגידול ותכולת העץ המאוחר, נערכת הערכה עד כמה הוא איכותי. רוחב טבעת הגידול הוא מספר השכבות הכלולות בסנטימטר אחד, המונחות באופן רדיאלי בקצה העץ.

על מנת להבין כמה לחות יש בעץ, הצגנו מאפיין כזה כמו לחות. הוא מתבטא באחוזים: מסת המים בעץ למסה של עץ מיובש לחלוטין.

הוא נמדד בשיטות ישירות או עקיפות. הדרך הקלה והאמינה ביותר למדידת תכולת הלחות בעץ היא לייבש אותו . זה לוקח זמן, אבל התשובה מדויקת. בכל הנוגע לשיטות עקיפות, הן מהירות משמעותית. לדוגמה, מדידות עם מד לחות חשמלי מוליך מראות כמה מים מכילים עץ ומהי מוליכותו החשמלית. אבל הדיוק של שיטות כאלה הוא נמוך - מקסימום של 30%, ואז רק היכן שהמחט הוכנסה למדידה.

המים בעץ יכולים להיות חופשיים וכבולים . הראשון ניתן למצוא בחלל הסיבים ובמרווח שבין התאים. השני נמצא במבנה התא, הוא מוחזק על ידי קשרים פיזיקוכימיים. אם מים חופשיים מוסרים מהעץ די בקלות, אז הרבה יותר קשה להסיר מים כבולים. אם העץ משנה את צורתו במהלך ייבוש, ניסור או אחסון, זה נקרא עיוות. לא משנה מה זה נגרם, זה מוביל להופעת ליקויי עץ, ולכן יש לאחסן ולעבד אותו בהתאם לטכנולוגיה.

לעץ יש תכונות כגון ספיגת לחות ונפיחות (כתוצאה מכך) . יש לקחת זאת בחשבון בעבודה איתו. זה לא תמיד שלילי, למשל, בחביות או בחביות, נכס העץ להתנפח ולהגדיל את גודלו, בשל כך, מגדיל את צפיפות ההדבקה של אלמנטים מעץ זה לזה.

לעץ יש צפיפות הנמדדת בקילוגרם למטר מעוקב (או גרם לכל סנטימטר מעוקב) . לסוגי עץ שונים יש אותה צפיפות של חומר עצי (הוא 1.53 גרם / סמ ק), אך צפיפות שונה של עץ מיובש לחלוטין. ישנם מספר אינדיקטורים לצפיפות - לעץ רטוב יש צפיפות אחת, ולעץ יבש יש אחר. לעץ יש מאפיין כזה כמו נקבוביות, כלומר מידת המילוי של חללים ריקים באוויר. נקבוביותם של סלעים שונים נעה בין 40 ל -80%.

מדד החדירות פירושו כמה עץ נוזלי או גזי מסוגל לעבור בהשפעת הלחץ עליו. בנפרד, בין המאפיינים הפיזיים של העץ, נבדלים תכונות תרמיות, הכוללות קיבולת חום, יכולת להוביל חום ולהתרחב תחת השפעתו, כמו גם את היכולת לנהל טמפרטורה. לעץ יש את המאפיין של מוליכות חשמלית, כלומר זרם חשמלי עובר דרכו . ככל שהעץ יבש יותר, כך הוא מוביל חשמל גרוע יותר, ולהיפך.

טֶכנוֹלוֹגִי

קטגוריה זו של מאפייני עץ כוללת פרמטרים כגון קשיות, עמידות בפני שחיקה, קשיחות, שמירה על סוגים שונים של מחברים ויכולת עיבוד החומר בעזרת כלי חיתוך. קשיחות ההשפעה היא המאפיין של העץ לספוג את הכוח המופעל עליו במהלך הפגיעה מבלי לשנות את מבנה החומר . צמיגות גבוהה פירושה שצריך הרבה כוח כדי לשבור את המדגם.

קשיות מתייחסת ליכולת העץ להתנגד לגוף קשה יותר בעת לחיצה עליו . החומר הקשה יותר לבדיקת עץ וקשיות הוא פלדה. הקשיות נקבעת באמצעות סולם מד הכוח. עמידותו בפני שחיקה של עץ מסומנת על ידי תכונות עמידותו בפני שחיקה במהלך חיכוךו נגד משטח בעל ציפוי שוחק. קיימת נוסחה מיוחדת לחישוב קצב השחיקה.

היכולת של העץ להתכופף שונה עבור מיני עצים שונים. הכיפופים הטובים ביותר הם אפר, אלון, אשור, גרוע יותר - עצי מחט. עץ מסוגל לא רק להתכופף, אלא גם להתפצל. אם אתה מניע מסמר קרוב מדי לקצה, הנכס יהיה שלילי, ואם אתה חותך עץ, הוא יהיה חיובי.

מֵכָנִי

העץ מסוגל להתנגדות בפעולת הכוחות המופעלים עליו, כלומר יש לו תכונות מכניות. אלה כוללים חוזק, עמידות בפני דפורמציה, תכונות טכנולוגיות ותפעוליות. התכונות המכניות של העץ נקבעות במבחנים כגון מתח, דחיסה, כיפוף וגזירה .העץ מסווג כחומר אניסוטרופי, כלומר יש לו תכונות שונות לכיוונים שונים.

העוצמה האולטימטיבית היא רמת המתח המרבית המותרת לפני תחילת השבר של המדגם . יש לקבוע זאת על דגימה נטולת פגמים, קטנה בגודלה ונקייה. על מנת לקבוע את חוזק הדחיסה של העץ, יש צורך במדגם בעל צורה פריזמטית.

עיוות הוא היכולת לעמוד בעומסים לטווח קצר מבלי לשנות את הצורה המקורית . בשל גמישותו, העץ מסוגל לחזור לצורתו המקורית לאחר עומסים לטווח קצר. המודול האלסטי מחושב באמצעות נוסחה מיוחדת. מבנה העץ הוא כזה שהוא יכול להתעוות בעומסים קבועים. חשוב לדעת בדיוק הן את מדד החוזק והן את גבול ההתנגדות הנוספת, כמו גם את גבול הסיבולת (לדגימות הנתונות לעומסים מתחלפים).

כדי להשוות בין מין אחד למשנהו, יש להכיר את המאפיינים הספציפיים הטמונים בתכונות המכניות של סוגי עץ שונים. לדוגמה, לעצי מחט יש כוח ספציפי גבוה יותר מאשר נשירים. יש להם גם מחוון קשיחות גבוה יותר, אך כל שאר המאפיינים הספציפיים נמוכים יותר.

סקירת מינים

ישנם הרבה סוגי עץ, כאשר בוחרים חומר לבנייה או לעיבוד, יש לקחת בחשבון את המאפיינים והמאפיינים האישיים של כל אחד. העץ מתחלק לא רק לקבוצות ידועות של מינים נשירים ומחטניים .לדוגמה, יש סיווג של עץ לפי צבע. בהתאם למין, צבעי העץ שונים. צבע העץ תלוי במספר גורמים. זהו הגזע, הגיל, קצב גידול העץ, כמו גם כמות הצבעים שהוא מכיל.

הבהירות קשורה גם ישירות לגורם האחרון .עץ העץ של העץ (החלק החיצוני, המכיל תאים חיים), הטון תמיד קל יותר מזה של הליבה. בחלק הליבה, שבו מרוכזים טאנינים ושרפים, הגוון כהה בהרבה. בהתאם לכך, בעץ ליבה העץ כהה יותר, בעץ עץ הוא בהיר.

הראשונים כוללים לגש, אורן, אפר. השני, עם ליבה צרה - ליבנה, אגס, לינדן, אלמון. מבין אלה המופיעים, ליבנה הוא בעל גוון עץ לבן לחלוטין, כאשר לשאר יש עצי בהיר מאוד . זה נובע גם מהעובדה כי עמילן קיים בעץ הלבלב. עץ עץ משמש לייצור לוחות פרקט.

עצי מחט משמשים ליצירת עץ ורכיבי בניין אחרים . יש להם מבנה קל ונוח לתפעול. מספר גדול של עצי מחט גדל ברוסיה. באשר לפרקט, הם משמשים ליצירת רהיטים וריהוט.

למיני עצים מסוימים יש ערך גבוה יותר, הם נקראים בעלי ערך . הערך טמון בעובדה שלסלעים אלה יש חוזק גבוה בהרבה, הם מחזיקים יותר זמן ויש להם דפוס ייחודי. זנים אלה משמשים ליצירת רהיטי עילית יפים, לוחות פרקט, דלתות ופריטי עיצוב אחרים. כולם עולים משמעותית יותר ממוצרים קונבנציונליים באותה קטגוריה. מינים יקרי ערך מקומיים כוללים דובדבן, אלון, אגס, סיסם, כמו גם עץ מייפל לבן או הולי.

העץ נבדל גם בסימני נזילות וחוסר נזילות

• עץ נוזלי - הוא משמש לצרכים ביתיים. עץ נוזלי מורכב מעץ מסחרי ועצי הסקה. בתורו, עץ מסחרי כולל עץ עגול וקצוץ, אך אינו כולל עצי הסקה. בהרכב העץ התעשייתי מובחנים גם שבבים טכנולוגיים ושרף גדם.
• עץ לא נזיל - כזה שלא ניתן להשתמש בו למטרות כלכליות בשל העובדה שאיבד את תכונותיו הטכניות עקב פגמים טבעיים או פגמים בעיבוד.

עץ זית נקרא מבחר עגול או קצוץ שממנו יוצרים תאית או עיסת עץ. איכותו של עץ כזה נקבעת על פי המגוון (שמתוכם שלושה), כמו גם הטריות.

תיאור הרעות

ליקויי העץ נקראים אותם פגמים שיש בו. זה חל על תא המטען כולו ועל האלמנטים האינדיבידואליים שלו. הפגם חייב בהכרח לפגוע באיכות העץ, ולהגביל את אפשרות השימוש בו. כל סוגי הפגמים והליקויים מפורטים ב- GOST 2140-81 .כל דבר החורג מהמבנה הרגיל של העץ נחשב לפגם.

רשעות הן טבעיות, המתעוררות ללא קשר לרצונו של אדם (חשיפה לגורמי אקלים, ציפורים, חרקים, מכרסמים, חיידקים וכו '), וישנם ליקויי עיבוד, הכוללים את אותם פגמים הנובעים כתוצאה מעיבוד, אחסון או אחסון של חומר לא תקין.

רשעים יכולים להיות מותנים וגם ללא תנאי. פגם כזה נחשב ללא תנאי, מה שמפחית משמעותית את איכות העץ, כגון ריקבון או פטרייה . קשרים הם הפגם השכיח ביותר, אך גם ליקויים מבניים בעץ שכיחים. תא המטען המסוקס יכול לשמש, למשל, לעיצוב מקורי, אך הוא אינו מפסיק להיות סגן. הרכב המותר כולל לא יותר משני קשרים למטר אחד באורך העץ, בעוד שהקשרים חייבים להיות בריאים.

ליקויי העיבוד כוללים את כל מה שפגע בעץ במהלך השפעה מכנית עליו .כלומר - ניסור, קציר, אחסנה, אחסון, הובלה וכו '. כתוצאה מהשפעה מכנית העץ סובל לרוב, וקיבל חסרונות שלא היו לו בתחילה.

יישומים

העץ משמש בתחומים רבים בתעשייה, היותו אחד החומרים הידידותיים ביותר לסביבה ויחד עם זאת לא יקרים.

כמו דלק

העשורים האחרונים הראו את חשיבות השימוש במינרלים ובמשאבים מתחדשים. האחרון כולל עצי הסקה המשמשים כדלק. הגידול בשימוש בעצי הסקה לחימום הנחות נרשם בכל רחבי העולם, ורוסיה אינה יוצאת דופן . כדורי דלק (כדורי) ובריקי דלק מיוצרים כמעט בכל אזורי הארץ בהם יש יערות - לא משנה אם הם מחטניים או נשירים. פחם גם הפך לפופולרי לפתע, אם כי בעבר הוא נשכח ללא כל ראוי. כעת הוא נמצא בשימוש נרחב בחיי היומיום ובעבודה.

אך אי אפשר להשתמש בעץ כדלק ומקור אנרגיה ללא כל הגבלה.יש מספר עצום של כללים ודרישות שנקבעו בחוק, שבקשר אליהם האזרחים לא יכולים רק לקצור עצי הסקה, אפילו לצרכים אישיים. ניתן לרכוש עצי הסקה רק מארגונים שיש להם הרשאה לפעילות מסוג זה, כגון כריתה וכריתת עצים.

כחומר גלם

בתים כפריים ברוב המכריע של המקרים כיום מוקמים מעץ. יתרונות העץ אינם ניתנים להכחשה: הוא ידידותי לסביבה, טבעי, בעל מראה אטרקטיבי ומאפשר ליצור הרבה עיצובים - מבקתה רוסית קלאסית ועד בקתה אלפינית. הם בונים מעץ לא רק בתים, אלא גם אמבטיות, סאונות, ביתנים .עץ משמש בבניית דיור ובמבנים נושאי עומס, קורות, תקרות. בישובים כפריים עדיין נבנים בתים נמוכים מעץ - ל -2 או 4 בעלים.

תעשיית עבודות העץ שואפת כעת להגביר את עמידות העץ המנסר בפני לחות, אש, חוזק וגם לשפר את עמידות העץ והלוחות בתקני בנייה . אך יחד עם זאת, העץ צריך להישאר כחומר טבעי ונושם, לשמור על דפוס ייחודי ועל הארומה הטבועה בו. כל הזמן מופיעות טכנולוגיות עיבוד ובנייה חדשות, למשל, בניית בתים בטכנולוגיית עץ כפול היא תופעה חדשה יחסית שרק צוברת פופולריות ברוסיה.

מלבד בנייה, עץ נמצא בשימוש נרחב כחומר מבני לייצור רהיטים . - ספות, כסאות, שולחנות, ארונות בגדים ועוד. מדרגות, מעקות, רצועות, מעקות, שבילים ומדרכות בגינה, ואלמנטים דקורטיביים נוספים בעיצוב נוף ובבניינים עשויים עץ.

כחומר מלאכה

חובבים ואנשי מקצוע עוסקים כיום באמנות שימושית. העץ משמש למלאכות בצורותיו המגוונות ביותר - החל מנסורת ולוחות ועד סורגים ולוחות פרקט. בעלי מלאכה עם ידיים מוזהבות ומקופסאות עץ או משטחים ייצרו כיסא גן - Adirondack, שייראה לא יותר גרוע ממפעל . מהחתכים מתקבלים שני שבילי ההליכה המקוריים בגינה, כמו גם קרשי חיתוך מפוארים או תמונות שנשרפו בעזרת פאזל.

מעבד

למרות שעץ הוא משאב טבע מתחדש, לוקח כמה עשורים עד שהיער מתאושש במלואו. כריתת יערות ושריפות יער משפיעות לרעה על תנאי האקלים והסביבה ומפחיתות את כמות המשאבים הזמינים לשימוש . לכן, עץ ממוחזר על מנת לעשות בו שימוש חוזר בייצור, כמו גם לעיבוד הפסולת המתקבלת.

על ידי ניצול טוב של השאריות והפסולת המופקת מעיבוד עץ, ניתן לחסוך כמות גדולה של יער.

ניתן לחלק את העץ לעסקים וללא עסקיים .הראשון כולל, למשל, הלוח ולוחות מתחת לאוכף. השני כולל פורניר ולוחות, ליתר דיוק, שרידיהם, חיתוכי מסורים של בולי עץ, פיסות ושאריות שונות מפעילות נגרות, ונביחות, נסורת, שבבים ואבק מופנים גם לעץ שאינו עסקי. עץ מסחרי משמש ליצירת מוצרים חדשים. לא עסקיים כפופים לאיסוף, לעיבוד נוסף ולסילוק לאחר מכן. אם כי ביחס לעץ לא מסחרי, מתבצעות פיתוחים וחיפושים אחר דרכי עיבוד. לדוגמה, שבבים ונסורת נדחסים, ולאחר מכן הם משמשים לייצור פסולת חתולים.