Secțiune transversală a unui copac. Structura trunchiului copacului

Structură din lemn și cherestea

Părți ale unui copac în creștere.

Arborele este format din coroana, trunchiul și rădăcinile . Fiecare dintre aceste piese îndeplinește funcții specifice și are aplicații industriale diferite (vezi figura).

Există două concepte: „ copac" și " d lemn».
Copac reprezintă perenă , A lemn - țesut vegetal, format din celule cu pereți lignificati, conducătoare de apă și săruri dizolvate în el.

Lemnul este folosit ca consumabil

material de tracțiune pentru fabricarea diverselor produse.

Lemnul ca material structural natural este obținut din trunchiurile copacilor prin tăierea lor în bucăți.

Trompă Arborele are o parte mai groasă la bază și o parte mai subțire în vârf. Suprafața trunchiului este acoperită latra . Scoarța este ca îmbrăcămintea pentru un copac și constă din stratul exterior de plută și stratul interior de bast(Vezi poza).

Strat de plută scoarța este moartă. Strat de bast servește ca conductor al sucurilor care hrănesc pomul. Interiorul principal al unui trunchi de copac este alcătuit din lemn. La randul lui, trunchiul de lemn este format din mai multe straturi, care sunt vizibile în secțiunea ca inele de copac . Vârsta copacului este determinată de numărul de inele de creștere. 2 inele - întuneric și lumină alcătuiesc 1 an de viață a copacului. Pentru a afla vârsta unui copac, trebuie să numărați toate inelele (întunecate și deschise), să împărțiți acest număr la 2 și să adăugați încă 3 sau 4 ani (ale căror inele anuale nu s-au format încă și sunt vizibile numai sub un microscop.

Centrul liber și moale al copacului se numește miez iar în secțiune transversală arată ca o pată întunecată cu diametrul de 2-5 mm și constă din țesut liber care putrezește rapid. Această împrejurare a făcut posibilă clasificarea acestuia drept defect al lemnului.

De la miez la scoarță se extind sub formă de linii strălucitoare ușoare razele medulare . Au culori diferite și servesc la conducerea apei, a aerului și nutriențiîn interiorul copacului. Razele medulare creează model (textură) lemn

Cambium - un strat subtire de celule vii situat intre scoarta si lemn. Numai din cambium se formează celule noi și arborele crește în grosime în fiecare an. « Cambium»- din latinescul „schimb” (de nutrienți).

Pentru a studia structura lemnului, ei disting trei secțiuni principale bou (vezi figura).

Tăiați 2 , trecând perpendicular pe miezul trunchiului se numește Sfârşit . Este perpendicular pe inelele și fibrele de creștere.

Secțiunea 3 care trece prin miezul trunchiului se numeste radial . Este paralel cu straturile și fibrele anuale.

Tăiere tangenţială 1 merge paralel cu miezul trunchiului și se află la o anumită distanță de acesta. Aceste tăieturi dezvăluie proprietăți diverseși desene din lemn.

Toate panourile primite la gater , au tăieturi tangenţiale, cu excepţia a două scânduri tăiate din mijlocul buşteanului, deci în practică tăieturile tangenţiale sunt uneori numite tăieturi de placă. O tăietură foarte importantă la determinarea lemnului este tăierea de capăt. Acesta arată toate părțile principale ale trunchiului copacului simultan: midă, lemn și scoarță. Pentru a determina tipul de lemn în practică, este suficient să studiezi macrostructură o bucată mică de lemn care este tăiată dintr-o scândură într-un bloc sau creastă. Concentrându-se pe inelele de creștere, se realizează secțiuni tangențiale și radiale. Toate secțiunile sunt șlefuite cu grijă, mai întâi cu șmirghel cu granulație grosieră și apoi cu șmirghel cu granulație fină. De asemenea, este necesar să aveți la îndemână o lupă cu mărire de cincizeci de ori, un borcan de apă curatăși o perie.

În mijlocul trunchiului multor copaci este clar vizibil miez . Constă din țesuturi libere formate în primii ani de viață ai unui copac. Miezul pătrunde în trunchiul copacului până în vârf, în fiecare ramură. U copaci de foioase diametrul miezului este adesea mai mare decât cel al coniferelor. Socul are un miez foarte mare. Îndepărtând miezul, puteți obține destul de ușor un tub de lemn. Din timpuri imemoriale, astfel de țevi au fost folosite de muzicienii populari pentru a realiza diverse instrumente de suflat: țevi, flaute și țevi. Majoritatea copacilor au un miez rotund la capătul tăiat, dar există specii cu o formă diferită a miezului. Miezul de arin de la capăt seamănă cu forma unui triunghi, frasin - un pătrat, plop - un pentagon, iar miezul stejarului seamănă stea cu cinci colțuri. La capăt în jurul miezului există inele concentrice straturi anuale sau anuale lemn Pe o secțiune radială, straturile anuale sunt vizibile sub formă de dungi paralele, iar pe o secțiune tangențială - sub formă de linii sinuoase.

În fiecare an, copacul pune un nou strat de lemn ca o cămașă, iar din această cauză trunchiul și ramurile devin mai groase. Între lemn și scoarță există un strat subțire de celule vii numite cambium . Majoritatea celulelor merg la construirea unui nou strat anual de lemn și o parte foarte mică - la formarea scoarței. Latra constă din două straturi - plută și liban. Stratul de plută situat în exterior protejează lemnul trunchiului de înghețurile severe, sufocant razele de soareși deteriorări mecanice. Stratul liber de scoarță conduce apa cu substanțe organice produse în frunze în josul trunchiului. Fluxul descendent al sevei are loc în fibrele de stejar. Scoarța copacului este foarte diversă ca culoare (alb, gri, maro, verde, negru, roșu) și textura (netedă, lamelară, fisurată etc.) Utilizările sale sunt variate. Scoarța de salcie și stejar conține mult taninuri, folosit în medicină, precum și în vopsit și îmbrăcarea pielii. Dopurile pentru vase sunt tăiate din scoarța stejarului de plută, iar deșeurile sunt folosite ca umplutură pentru curele de salvare marine. Stratul de tei bine dezvoltat este folosit pentru țeserea diverselor articole de uz casnic.

Primăvara și începutul verii, când în sol este multă umiditate, lemnul stratului anual crește foarte repede, dar mai aproape de toamnă creșterea sa încetinește și, în cele din urmă, iarna se oprește complet. Acest lucru se reflectă în aspectul și proprietățile mecanice ale lemnului stratului anual: crescut la începutul primăverii De obicei este mai deschis și mai lejer, iar la sfârșitul toamnei este întunecat și dens. Dacă vremea este favorabilă, crește un inel larg de creștere, dar în verile reci aspre se formează astfel de inele înguste, încât uneori abia se pot distinge cu ochiul liber. La unii copaci, inelele de creștere sunt clar vizibile, în timp ce la alții abia se observă. Dar, de regulă, copacii tineri au inele anuale mai largi decât cei mai bătrâni. Chiar și același trunchi de copac în zone diferite are lățimi diferite de inele de creștere. În partea de fund a copacului, straturile anuale sunt mai înguste decât în ​​partea mijlocie sau apicală. Lățimea straturilor anuale depinde de locația copacului. De exemplu, straturile anuale de pin care cresc în regiunile nordice sunt mai înguste decât straturile anuale de pin sudic. Lățimea inelelor de creștere determină nu numai aspect lemn, dar și proprietăți mecanice. Cel mai bun lemn conifere se consideră cel cu straturi anuale mai înguste. Pinul cu straturi anuale înguste și lemn roșu-maroniu este numit de maeștri minereuși este foarte apreciat. Lemnul de pin cu straturi largi anuale se numește myandova. Forța sa este mult mai mică decât cea a minereului.

Fenomenul opus se observă în lemnul copacilor precum stejarul și frasinul. Lemnul lor este mai durabil și are straturi largi anuale. Și la copaci precum teiul, aspenul, mesteacănul, arțarul și alții, lățimea inelelor de creștere nu afectează proprietățile mecanice ale lemnului lor.

La mulți copaci, straturile anuale de la capăt sunt cercuri mai mult sau mai puțin regulate, dar există specii în care straturile anuale formează linii închise ondulate la capăt. Astfel de specii includ ienupărul: ondularea inelelor anuale este un model pentru aceasta. Există copaci ale căror straturi anuale au devenit ondulate din cauza condițiilor anormale de creștere. Ondularea straturilor anuale în partea de fund a arțarului și ulmului crește caracterul decorativ al texturii lemnului.

Dacă examinați cu atenție secțiunea de capăt a copacilor foioase, puteți distinge nenumărate puncte de lumină sau întuneric - acestea sunt vasele. La stejar, frasin și ulm, vasele mari sunt situate în zona lemnului timpuriu pe două sau trei rânduri, formând inele întunecate clar vizibile în fiecare strat anual. Prin urmare, acești copaci sunt de obicei numiți inel-vascular . De regulă, copacii vasculari inel au lemn greu și durabil. Mesteacanul, aspenul si teiul au vase foarte mici, abia vizibile cu ochiul liber. În cadrul stratului anual, vasele sunt distribuite uniform. Se numesc astfel de rase vascular diseminat . La speciile inelare-vasculare, lemnul este de duritate medie și dur, în timp ce la speciile difuz-vasculare poate fi diferit. De exemplu, la arțar, măr și mesteacăn este tare, în timp ce la tei, aspen și arin este moale.

Apa cu săruri minerale este furnizată de la rădăcină prin vase până la muguri și frunze și curgere ascendentă a sevei. Prin tăierea vaselor de lemn la începutul primăverii, recoltatorii colectează Suc de mesteacăn - pasoku. În acest fel, se prepară seva de arțar de zahăr, care este folosită la producerea zahărului. Există copaci cu seva amară, cum ar fi aspenul.

Concomitent cu creșterea unui nou strat anual în interiorul trunchiului, straturile anuale anterioare situate mai aproape de miez mor treptat. La unii copaci, lemnul mort din interiorul trunchiului capătă o culoare diferită, de obicei mai închisă decât restul lemnului. Lemnul mort din interiorul trunchiului se numește miez , iar rocile în care se formează sunt sunet . Stratul de lemn viu situat în jurul miezului se numește alburn . Alburnul este mai bogat în umiditate și mai puțin durabil decât duramenul asezonat. Miezul lemnului crapă mai puțin și este mai rezistent la atacul diverselor ciuperci. Prin urmare, duramenul a fost întotdeauna apreciat mai mult decât alburnul. Alburnul, saturat de umiditate, crapă sever când se usucă, rupând în același timp miezul. Când recoltează o cantitate mică de lemn, unii meșteri preferă să taie un strat de alburn de pe coamă imediat înainte de uscare. Fără alburn, duramenul se usucă mai uniform.

LA rasele sonore raporta: pin, cedru, zada, ienupăr, stejar, frasin, măr si altii. Într-un alt grup de copaci, lemnul din partea centrală a trunchiului moare aproape complet, dar nu diferă de culoarea alburnului. Acest tip de lemn se numește copt , și rasa lemn matur . Lemnul matur conține mai puțină umiditate decât lemnul viu, deoarece fluxul ascendent al sevei are loc numai în stratul de lemn viu. LA specii de lemn matur raporta molid și aspen .

Al treilea grup include copacii al căror lemn din centru nu moare și nu este diferit de alburn. Lemnul întregului trunchi este format în întregime din țesuturi vii de alburn prin care are loc fluxul ascendent al sevei. Astfel de specii de arbori sunt numite alburn . LA alburn rasele includ mesteacăn, tei, arțar, para si altii.

Poate ați observat că într-o grămadă de mesteacăn întâlniți uneori un buștean cu o pată maronie în mijloc, foarte asemănătoare cu miezul? Acum știți că mesteacănul este o specie fără sâmburi. De unde și-a luat miezul? Cert este că acest nucleu nu este real, ci fals. Miez fals în tâmplărie strică aspectul, lemnul său are rezistență redusă. Nu este atât de greu să deosebești un nucleu fals de unul real. Dacă pentru un miez adevărat granița dintre acesta și alburn merge strict de-a lungul stratului anual, atunci pentru unul fals poate traversa straturile anuale. Miezul fals în sine capătă uneori o mare varietate de culori și forme bizare, care amintesc fie de o stea, fie de corola unei flori exotice. Miez fals se formează numai în arbori de foioase, precum mesteacăn, arțar și arin , dar coniferele nu o au.

Pe Sfârşit pe suprafața unui trunchi de copac, la unele specii de copaci, sunt vizibile în mod clar dungi strălucitoare ușoare, care merg în formă de evantai de la miez până la scoarță - aceasta razele medulare . Ei conduc apa pe orizontală în portbagaj și, de asemenea, stochează nutrienți. Razele miezului sunt mai dense decât lemnul din jur, iar după umezirea cu apă devin clar vizibile. Pe o secțiune radială, razele sunt vizibile sub formă de dungi strălucitoare, liniuțe și pete, pe o secțiune tangențială - sub formă de liniuțe și linte. La toți copacii de conifere, precum și la copacii de foioase - mesteacăn, aspen, par și altele - razele de bază sunt atât de înguste încât sunt aproape invizibile cu ochiul liber. La stejar și fag, dimpotrivă, razele sunt largi și clar vizibile în toate secțiunile. La arin și alun (alun), unele dintre raze par largi, dar dacă te uiți la una dintre ele printr-o lupă, nu este greu să descoperi că nu este deloc o rază largă, ci o grămadă de foarte lungi. raze subțiri adunate împreună. Astfel de raze sunt de obicei numite grinzi late false .

Pe lemnul de mesteacăn, rowan, arțar și arin puteți vedea adesea pete maro împrăștiate haotic - acestea sunt așa-numitele repetări de bază . Acestea sunt pasaje de insecte supracrescute. În secțiunile longitudinale, miezurile repetate sunt vizibile sub formă de dungi și pete fără formă de culoare maro sau maro, puternic diferite de culoarea lemnului din jur.

Dacă tăietura de capăt a lemnului de conifere este umezită cu apă curată, atunci unele dintre ele vor avea pete luminoase situate în partea ulterioară a inelelor de creștere. Acest pasaje de rășină . Pe secțiunile radiale și tangențiale sunt vizibile ca linii luminoase. Pinul, molidul, zada și cedrul au pasaje de rășină, dar lipsesc la ienupăr și brad. La pin, conductele de rășină sunt mari și numeroase, la zada sunt mici, la cedru sunt mari, dar rare.

Probabil că ați observat de mai multe ori pe trunchiurile de conifere care au daune, afluxuri de rășină transparentă - răşină . Sap - materii prime valoroase care isi gasesc intrebuintari diverse in industrie si in viata de zi cu zi. Pentru a colecta rășina, recoltatorii tăie în mod deliberat conductele de rășină ale copacilor de conifere.

Lemn de la niște foioase comune zona de mijlocîi lipsește strălucirea culorii și modelul texturat atrăgător care se găsesc în copacii exotici importați din țările sudice. Se potrivește cu natura Rusiei Centrale - culorile sale sunt atenuate, modelul său de textură este simplu și restrâns. Dar cu cât te uiți mai mult la lemnul copacilor noștri, cu atât începi să discerne în el nuanțe de culoare mai subtile.

La o privire rapidă asupra lemnului de mesteacăn, aspen și tei, poate părea că toți acești copaci au același lemn alb. Dar, privind atent, nu este greu de descoperit că lemnul de mesteacăn are o nuanță ușor roz, lemnul de aspen are o nuanță verde-gălbuie, iar lemnul de tei o nuanță gălbuie-portocalie. Și, desigur, nu numai pentru proprietățile sale mecanice excelente, teiul a devenit un material preferat și tradițional printre cioplitorii ruși. Culoarea caldă și moale a lemnului său conferă figurinelor și altor sculpturi o vitalitate extraordinară. Majoritatea coniferelor model de textura exprimat foarte clar. Acest lucru se explică prin culoarea contrastantă a părților târzii și timpurii ale lemnului în fiecare strat anual. Datorită vaselor mari situate de-a lungul straturilor anuale și clar vizibile cu ochiul liber, copacii de foioase - stejar și frasin - au un model texturat frumos.

Fiecare specie de copac are propriul său miros . Unele au un miros puternic și persistent, în timp ce altele au un miros slab, abia perceptibil. La pin și alte plante lemnoase, mirosul duramenului este foarte persistent și poate dura mulți ani. Lemnul de stejar, cireș și cedru au mirosuri foarte persistente și unice.

În copacii din zona de mijloc, tei, aspen, arin, salcie, molid, pin, cedru și alții au lemn moale, flexibil. Lemn tare din mesteacan, stejar, frasin, artar, zada; cum ar fi cibisul, fisticul, zelkova și câiniul cresc numai în regiunile sudice ale Caucazului și Europei.

Cu cât lemnul este mai dur, cu atât uneltele de tăiere devin mai rapide și se rup. Dacă un dulgher taie o clădire din zada, atunci trebuie să ascute securea mult mai des decât atunci când lucrează cu molid sau pin și să ascute ferăstrăul mai des. Când lucrează cu lemn de esență tare, sculptorul în lemn se confruntă cu aceleași dificultăți. La ascuțirea sculelor, el ține cont de duritatea lemnului și face unghiul de ascuțire mai puțin ascuțit. Lucrul cu lemn de esență tare necesită mai mult timp decât lucrul cu lemn moale. Dar meseriașii au fost întotdeauna atrași de oportunitatea de a aplica cele mai fine tăieturi pe lemn de esență tare, culoarea sa frumoasă și adâncă și rezistența sporită. Meșterii populari știau bine acest lucru. Acolo unde era necesară o rezistență specială, părțile individuale au fost realizate din lemn de esență tare. În timpul sezonului fânului, un țăran nu se poate lipsi de o greblă de lemn. Grebla ar trebui să fie ușoară, așa că mânerul pentru ei a fost făcut din pin, molid sau salcie. Se cerea forță de la bloc și dinți. Au folosit în principal lemn de mesteacăn, par și măr.

Uitați-vă la treptele de verandă vechi, scândurile de podea sau punțile podurilor de cale ferată care sunt pline de noduri. Se pare că nodurile au ieșit din scânduri. Dar nu este așa: nodurile au rămas pe loc, dar lemnul din jurul lor a fost uzat. Nodurile datorează o astfel de rezistență la abraziune nu numai conținutului lor rășinos, ci și poziției lor speciale în tablă. La urma urmei, fiecare nod este orientat spre exterior. Și de la sfârșit, după cum se știe, lemnul a crescut rezistența și mai puțină abraziune. Prin urmare, din cele mai vechi timpuri, lucrătorii rutieri au așezat pavaje din lemn deosebit de puternice folosind blocuri de capăt.

Lemnul are o proprietate pe care alte materiale naturale nu o au. Acest clivabilitatea , sau fisionabilitate . La despicare, lemnul nu este tăiat, ci se despica de-a lungul bobului. Prin urmare, puteți chiar să despărțiți un buștean cu o pană de lemn. Lemnul de conifere elastic cu granulație dreaptă de pin, cedru și zada se despica bine. Printre foioase, stejarul, aspenul și teiul sunt ușor de împărțit. Stejarul se despica bine doar in directie radiala. Splicabilitatea depinde de starea lemnului. Lemnul ușor umezit sau proaspăt tăiat se despica mai bine decât lemnul uscat. Dar lemnul care este prea hidratat, umed, se despica cu dificultate, deoarece devine prea vâscos. Dacă ați tăiat vreodată lemn de foc, atunci probabil ați observat cât de ușor și rapid se despica lemnul înghețat.

Proprietățile de despicare ale lemnului sunt semnificație practică. Despicarea lemnului produce semifabricate pentru chibrituri, nituri pentru ustensile de cupru, în afacerile cu vagoane - semifabricate pentru spițe și jante, în construcții - așchii de acoperiș, șindrilă și șindrilă de ipsos. Meșteri țărani țeseau coșuri pentru ciuperci și rufe din fâșii subțiri de pin despicat, iar între ele făceau figurine amuzante de căprioare și patine pentru copii din așchii de lemn.

Dacă o așchie de lemn uscat este îndoită într-un arc și apoi eliberată, se va îndrepta instantaneu. Lemnul este un material elastic. Dar ea elasticitate depinde în mare măsură de tipul de lemn, structură și umiditate. Lemnul greu și dens cu duritate mare este întotdeauna mai elastic decât lemnul ușor și moale. Atunci când alegeți o ramură pentru o undiță, încercați să alegeți una care nu este doar dreaptă, subțire și lungă, ci și elastică. Este puțin probabil să existe un pescar care ar dori să facă o undiță dintr-o ramură de soc fragil sau cătină, și nu dintr-o ramură flexibilă și elastică de rowan sau alun. Indienii americani au preferat să facă undițe din ramuri elastice de cedru. Este dificil să ne imaginăm istoria omenirii fără o armă străveche - arcul. Dar inventarea arcului ar fi fost imposibilă dacă lemnul ar fi lipsit de elasticitate. Arcul necesita lemn foarte puternic și rezistent și era cel mai adesea făcut din frasin și stejar.

Datorită aceleiași elasticități, lemnul este folosit acolo unde este necesar să se înmoaie recul. În acest scop, sub nicovală a fost plasat un bloc masiv de lemn, iar mânerul ciocanului a fost realizat din lemn. A trecut mai bine de un secol de la inventarea armelor de foc. Pistoalele și puștile cu cremene sunt de domeniul trecutului, arma a devenit perfectă, dar patul și alte părți sunt încă din lemn. Unde puteți găsi un material care să atenueze atât de fiabil recul atunci când este tras? S-a remarcat de mult timp că lemnul cu granulație dreaptă este mai elastic decât lemnul răsucit. Chiar și lemnul unui copac părți diferite are elasticitate diferită. De exemplu, lemnul matur, situat mai aproape de miez, este mai rezistent decât lemnul tânăr, situat mai aproape de scoarță. Dar dacă lemnul este umezit sau aburit, elasticitatea acestuia va scădea brusc. Banda îndoită de lemn își păstrează forma după uscare.

Cu cât copacul este mai umed, cu atât este mai înalt plastic și elasticitate mai scăzută. Plastic opusul elasticității. Plasticitatea este de mare importanță în producția de mobilier îndoit și răchită, echipamente sportive, țesut de coșuri, căruțe și tolerie. Ulmul, frasinul, stejarul, arțarul, cireșul de pasăre, șorbalul, teiul, salcia, aspenul și mesteacănul capătă plasticitate ridicată după fierbere în apă sau abur. Pentru producția de mobilier îndoit, se folosesc semifabricate din arțar, frasin, ulm și stejar, iar răchită - din salcie și alun. Arcurile hamului sunt îndoite din mesteacăn, ulm, cireș, arțar și rowan. Arcurile realizate din acești copaci sunt foarte puternice, dar dacă aveți nevoie de ele să fie mai ușoare, se folosesc salcie și aspen. Lemnul de conifere are o ductilitate scăzută, așa că nu este aproape niciodată folosit pentru produse îndoite sau din răchită. Excepție este pinul, din care așchii subțiri sunt folosite pentru țeserea cutiilor și coșurilor, precum și rădăcinile de pin, molid, cedru și zada, care sunt folosite pentru țeserea coșurilor de rădăcină.

Lemnul saturat cu umiditate se umflă, crescând în volum. În multe produse din lemn umflătură - un fenomen negativ. De exemplu, un sertar de birou umflat este aproape imposibil de împins sau scos. Este dificil să închizi canelurile unei ferestre deschise după ploaie. Pentru a preveni umflarea lemnului, produsele din lemn sunt cel mai adesea acoperite cu un strat protector de vopsea sau lac. Meșterii se luptă în mod constant cu umflarea lemnului. Dar pentru ustensilele lui Cooper, această proprietate s-a dovedit a fi pozitivă. Într-adevăr, atunci când niturile - scândurile din care sunt asamblate ustensile de tolere - se umflă, golurile dintre ele dispar - ustensilele devin impermeabile.

Anterior, când navele veneau pentru reparații în timpul iernii, căptușeala lor din lemn era în mod tradițional calafat in sau cânepă câlţi. În primul rând, s-au irosit o mulțime de materii prime valoroase, iar în înghețuri severe, câlți a devenit fragil și a fost foarte dificil să lucrezi cu el. Aici a venit în ajutor așa-numita lână de lemn - așchii foarte subțiri. Lâna de lemn nu deranjează înghețul; umple cu ușurință toate crăpăturile din înveliș. Iar atunci când nava este lansată în apă, lâna de lemn se umflă și astupă etanș cele mai mici crăpături din carenă.

Speciile de lemn sunt determinate de următoarele trasaturi caracteristice: textura, mirosul, duritatea, culoarea .

Se numesc copacii cu frunziș foioase și cei care au ace - conifere .

foioase rasele sunt mesteacăn, aspen, stejar, arin, tei si etc., specii de conifere - pin, molid, cedru, brad, zada etc. Un copac se numește zada pentru că, ca și copacii de foioase, iarna își varsă acele.

Structura lemnului permite utilizarea mai eficientă a tehnologiilor de prelucrare a lemnului ca material de construcție și reduce semnificativ dezavantajele acestuia în timpul funcționării.
Un copac este format dintr-un trunchi, coroană și rădăcini. Rădăcinile sunt menite să întărească copacul în sol, să absoarbă umiditatea dizolvată în acesta mineraleși hrănindu-le la trunchi. Trunchiul ține coroana și servește la mutarea apei și a nutrienților de la rădăcini prin ramuri către frunze, iar de la frunze înapoi la rădăcini.

Poza 1. Tăieturi principale ale portbagajului

Structura lemnului, vizibilă cu ochiul liber sau la mărire mică, se numește macrostructură, iar vizibilă la mărire mare (microscop) se numește microstructură. Macrostructura lemnului este studiată de trei secțiuni ale trunchiului copacului (Fig. 1): transversală, longitudinală radială (de-a lungul diametrului sau razei) și longitudinală tangenţială (de-a lungul coardei). În secțiunile transversale și radiale ale trunchiului se disting următoarele părți principale (Fig. 1): scoarță, liban, cambium, lemn și măduvă.

În a doua jumătate a sezonului de vegetație, când arborele este încărcat cu lăstari și frunze în curs de dezvoltare, cambiul formează celule cu pereți groși, turtite, care îndeplinesc funcții mecanice și constituie partea principală a lemnului de vară. Straturile formate în timpul sezonului de vegetație se numesc straturi anuale. La unele specii, cum ar fi stejarul, ele sunt clar vizibile în secțiunea finală. Stratul gros de lemn din spatele cambiumului este format dintr-un număr de straturi concentrice subțiri.

Lemnul este de obicei deschis la culoare, dar unele specii au lemn mai închis la culoare, numit duramen sau lemn mort, direct adiacent tubului medular. De la miez până la partea exterioară a trunchiului există lemn deschis la culoare - alburn sau alburn. Speciile de arbori cu o parte centrală întunecată se numesc sunet (stejar, cedru, pin), iar speciile de arbori în care partea centrală are proprietățile miezului, dar nu diferă ca culoare de partea periferică, se numesc lemn matur (molid , brad, fag).

Dacă o specie de copac nu are miez, atunci se numește alburn (mesteacăn, arțar, arin). Într-un copac în creștere, alburnul este format în principal din celule vii.
Miezul este situat de-a lungul întregului trunchi în partea centrală. Este format din celule cu pereți subțiri. Miezul și lăstarii formați în primul an de creștere formează un tub medular. Această parte a trunchiului este cea mai slabă, rezistă slab la putrezire. Nutrienții în direcția transversală - de la scoarță la miez - trec de-a lungul razelor medulare.

În funcție de condițiile de creștere, straturile anuale variază în lățime chiar și pentru copacii din aceeași specie. Cu toate acestea, lățimea stratului anual nu afectează proprietățile lemnului la fel de semnificativ ca procentul de lemn târziu din acesta; odată cu creșterea sa, rezistența lemnului crește.
Umiditatea se deplasează în lemnul de foioase prin vasele situate de-a lungul trunchiului. Unele specii de foioase (stejar, frasin, ulm) au vase mari și mici: vasele mari sunt situate în partea incipientă a stratului anual, iar cele mici sunt colectate în grupuri sau distribuite uniform pe întreaga suprafață a lemnului târziu.

Figura-2. Diagrame ale structurii anatomice a diferitelor tipuri de lemn

Figura 2-stejar: 8-vase; 11-raze ale miezului; raze mesteacăn-2-nuclee; 8-vase; curs de pin-3-rășină; 2 raze ale miezului.

Astfel de roci se numesc inel-vascular (Fig. 2 stejar). La unele specii de foioase (mesteacăn, aspen, tei) nu există vase mari și nu se observă diferențe între părțile timpurii și cele târzii ale stratului anual. Aceste specii sunt numite împrăștiate-vasculare (Fig. 2 Conifere nu au vase, sunt formate din celule alungite închise - traheide (Fig. 2 pin, între traheidele). strat anual există pasaje de rășină - spații intercelulare umplute cu rășină.

Pe lângă inelele anuale, secțiunea transversală prezintă dungi înguste îndreptate de-a lungul razelor și numite raze în formă de inimă. Pe o secțiune radială de stejar arată ca niște panglici relativ late. Microstructura lemnului constă dintr-un număr mare de celule vii și moarte de diferite dimensiuni și forme. O celulă vie are protoplasmă, un nucleu, o membrană și seva celulară. Protoplasma este granulară, transparentă, groasă
mucus gros (proteina vegetală), constând din carbon, hidrogen, oxigen, azot și sulf.

Nucleul diferă de protoplasmă numai prin prezența fosforului, de obicei, are o formă ovală. Pe măsură ce celula crește, membrana suferă diferite modificări de structură și compoziție, având ca rezultat lignificarea sau suberizarea acesteia sau formarea de mucus. În timpul lignificării, substanța lignină se formează în membrana celulară, în urma căreia duritatea și rezistența celulei crește.
Când sunt suberizate, în membrana celulară se formează substanțe cu un conținut de oxigen mai mic decât lignina și, prin urmare, celula rezistă bine la putrezire și devine impermeabilă la apă și gaze. Mucusarea este însoțită de transformarea întregii învelișuri sau a unei părți a acesteia în mucus, care se dizolvă în apă. Dacă o parte a cochiliei este slimată, atunci se creează găuri prin care celulele sunt conectate între ele, formând vase.
În funcție de scopul lor, celulele sunt clasificate în celule conductoare, mecanice și de stocare.

Celulele conductoare servesc în principal pentru a transfera nutrienții de la rădăcini la ramuri și frunze. Celulele mecanice au o formă alungită, pereți groși și cavități interne înguste, care sunt strâns legate între ele. Aceste celule conferă lemnului rezistența sa ridicată. Celulele de stocare sunt localizate în principal în razele medulare și servesc la stocarea și transferul nutrienților către celulele vii în direcția orizontală.

Structura trunchiului copacului

Macrostructura trunchiului (vizibilă cu ochiul liber) poate fi vizualizată în trei secțiuni principale: transversală (sau de capăt) și două longitudinale - radiale (trec prin axa trunchiului) și tangențială (Fig. 1). Secțiunea de capăt prezintă scoarță, cambium și lemn. Scoarța constă dintr-o piele exterioară, un strat de plută dedesubt și un strat interior - bast. Sub stratul de floem al unui copac în creștere se află un strat cambial subțire, format din celule vii care se reproduc prin diviziune.

Lemnul este format din celule alungite în formă de fus - celule ai căror pereți sunt formați în principal din celuloză. Aceste celule goale formează fibre care absorb sarcinile mecanice. În primul rând, în frunzele copacului, glucoza se formează din dioxidul de carbon atmosferic și apă sub influența luminii solare, care este foarte solubilă în apă. În formă dizolvată, glucoza intră în celulele cambium în creștere prin canalele interne ale copacului.
În peretele celular, moleculele de glucoză sunt conectate la capete între ele:

OH + HO → -O- + H2O

Ca rezultat al reacției de policondensare care are loc, se formează o legătură de oxigen (- O -) și o moleculă de apă intră în seva copacului.
Legăturile de oxigen leagă inelele de glucoză într-o macromoleculă de celuloză constând din câteva sute de unități de glucoză:
Figura-4. Celulele de glucoză

În consecință, celuloza este un polimer liniar natural, ale cărui lanțuri sub formă de fire sunt legate rigid (reticulate) prin legături hidroxil. Acest lucru explică absența unei regiuni de stare foarte elastică în lemn, care apare atunci când mulți polimeri liniari sunt încălziți. Diviziunea celulară Cambium începe primăvara și se termină toamna. Prin urmare, lemnul trunchiului este format dintr-un număr de inele anuale concentrice. La rândul său, fiecare inel anual include un strat interior de lemn timpuriu (sau de primăvară) și un strat exterior de lemn târzie (sau de vară).

Lemnul format primăvara și începutul verii este format din celule mari cu pereți subțiri. Lemnul târziu, format vara și începutul toamnei, este format din celule mai mici și este mai închis la culoare, mai dens și mai puternic decât lemnul timpuriu. Prin urmare, rezistența mecanică a lemnului crește odată cu creșterea conținutului relativ de lemn târziu.

O secțiune transversală a trunchiului unui copac arată miezul, miezul și alburnul (Fig. 1).

Tubul medular este un țesut primar liber, care constă din celule cu pereți subțiri, are rezistență scăzută și putrezește ușor. Prin urmare, miezul nu este permis în plăci și bare subțiri destinate elementelor structurale întinse și îndoite. Miezul este de asemenea nedorit în tâmplărie, deoarece se sfărâmă treptat.

Miezul, sau lemnul matur, este partea interioară a trunchiului copacului. Miezul se distinge printr-o culoare închisă (Fig. 1), deoarece pereții celulelor lemnoase ale miezului își schimbă treptat compoziția: la speciile de conifere sunt impregnate cu rășină, iar la speciile de foioase sunt impregnate cu tanin; mișcarea umidității prin aceste celule se oprește. Prin urmare, lemnul părții centrale a trunchiului are o rezistență mai mare și rezistență la descompunere în comparație cu alburnul.

Alburnul este format din inele de lemn mai tânăr care înconjoară un miez (sau lemn matur). Umiditatea cu nutrienți dizolvați în ea se deplasează prin celulele vii ale alburnului unui copac în creștere. Alburnul are un conținut ridicat de umiditate, putrezește ușor și este predispus la deformare din cauza contracției semnificative.

Speciile de arbori se împart în: 1) sunet, având miez și alburn (stejar, frasin, platan, pin, zada, cedru etc.) lemn matur, având lemn matur (nu diferă ca culoare de alburn) și alburn (molid, brad, aspen, fag etc.);
alburn, căruia îi lipsește miezul și nu se poate observa o diferență semnificativă între părțile centrale și exterioare ale lemnului trunchiului (mesteacăn, arțar, arin, tei).

Microstructura lemnului

Microstructura lemnului este structura lemnului văzută la microscop. Celulele din lemn sunt clasificate în funcție de funcțiile pe care le îndeplinesc. Țesutul mecanic sau de susținere al lemnului este cel mai durabil și mai rezistent la descompunere. În lemnul de conifere, țesutul de susținere este format din traheide de lemn târziu. Lemnul de conifere este format în principal din traheide, care reprezintă 90 - 95% din volumul total al lemnului (Fig. 4).

Figura-4. Microstructura lemnului de rasinoase:

1 - celule (traheide) din lemn târziu; 2 - celule lemnoase timpurii; 3 - celule de stocare a razelor medulare; 4 - porii din pereții celulari.

Țesutul de susținere din trunchiurile copacilor de foioase constă din celule cu pereți groși în formă de fus numite „fibre de lemn”. Vasele sunt tuburi cu pereți subțiri situate unul deasupra celuilalt, cu un diametru de 0,04 - 0,3 mm, o lungime de aproximativ 100 mm sau mai mult. Majoritatea coniferelor nu au vase, deoarece funcția corespunzătoare este îndeplinită de traheide, comunicând între ele prin găurile microscopice prezentate în Fig. 124. În consecință, traheidele speciilor de conifere acționează ca țesut de susținere și conducător.

Razele medulare sunt vizibile pe o secțiune transversală a trunchiului de stejar, arțar, fag și alți copaci de foioase sub formă de dungi radiale înguste. Pe o secțiune tangențială a trunchiului, razele medulare apar ca niște linii întunecate. La conifere sunt foarte înguste și vizibile doar la microscop. Într-un copac în creștere, razele medulare servesc la mutarea nutrienților și la păstrarea aportului acestora pentru iarnă. În raport cu volumul întregului lemn, speciile de conifere conțin 5 - 10%, iar speciile de foioase 10 - 35% din razele medulare.

Lemnul se desparte relativ ușor de-a lungul razelor de miez, care se formează când materialele din lemn se usucă, de asemenea, trec de-a lungul lor. Acest lucru se explică prin faptul că razele medulare constau din celule scurte, cu pereți subțiri, conectate liber între ele.
Peretele celular (după Robert) este format din mai multe straturi care diferă prin compoziție și grosime (Fig. 5).
Figura-5. Structura peretelui celular din lemn

Vacuola 1 este limitată de un strat intern foarte subțire 2, fibrele primare (fibrile) de celuloză sunt situate în ea aproximativ de-a lungul axei celulei. Al doilea strat 3 este mult mai gros decât cel interior și este format din multe mănunchiuri de fibrile de celuloză dispuse în spirală. Există puțină lignină în spațiul interfibrilar. În stratul mijlociu sunt dispuse mai mult sau mai puțin regulat 4 fibrile de celuloză, acoperind stratul anterior cu spire. Lignina este localizată în spațiul interfibrilar. Următorul strat 5 este format din fibrile de celuloză împletite. Elementul intercelular 6 nu conține celuloză. Are o grosime submicroscopică și în timpul diviziunii celulare se formează mai întâi ca un perete despărțitor între celulele nou apărute, constând din protopectină împreună cu lignină.

Lemnul tăiat în direcții diferite are o textură diferită (vezi poza) și diferă în calități și proprietăți.

Într-o secțiune transversală a unui trunchi de plantă lemnoasă, se pot distinge următoarele unități macrostructurale de bază ale lemnului:

• Cambium
• Lemn de alburn
• Miez

Latra- un înveliș de protecție al unui trunchi de copac, format dintr-un dop exterior și un strat de atelă interior. Acesta este un fel de piele de copac care îl protejează de efectele mediului extern și participă, de asemenea, la reglarea respirației.

Lub- stratul interior de scoarță (floem) imediat adiacent cambiului, constând în principal din celule vii, care îndeplinește funcția de conducere a coroanei arborelui la sistemul radicular al acestuia.

Cambium- un strat unicelular de celule vii, divizându-se alternativ spre alburn și spre liben, asigurând creșterea arborelui în grosime.

Într-o secțiune transversală a lemnului, se pot distinge straturi concentrice de creștere, numite inele de copac, care sunt mai deschise spre suprafața copacului și mai întunecate în centru. Partea ușoară a lemnului se numește alburn, iar partea întunecată se numește duramen.

Inel anual- un strat de lemn format într-un an.

Pe o secțiune radicală, straturile anuale au aspectul unor dungi longitudinale și drepte, pe o secțiune tangențială - linii întortocheate în formă de con. Numărând inelele de creștere, puteți afla câți ani a trăit un copac.

Alburn- ca, partea mai tânără a trunchiului este mai puțin rezistentă la descompunere decât miezul, dar mai elastică. Lățimea alburnului variază în funcție de specie, de condițiile de creștere și de alți factori. La unele specii, miezul se formează în al treilea an (tisă, salcâm alb), la altele - în anul 30...35 (pin). Prin urmare, alburnul de tisa este îngust, iar cel al pinului este lat.

Miez se formează din cauza morții celulelor vii din lemn, a blocării căilor de alimentare cu apă, a depunerilor de taninuri, coloranți, rășini, săruri, prin urmare, miezul este de obicei mult mai închis decât alburnul. Ca urmare, culoarea lemnului, greutatea și proprietățile mecanice ale acestuia se schimbă.

Raze în formă de inimă. Pe o secțiune transversală a unor roci, linii ușoare, adesea strălucitoare, îndreptate de la miez spre scoarță - raze în formă de inimă - sunt clar vizibile cu ochiul liber. Razele în formă de inimă sunt prezente la toate rasele, dar sunt vizibile doar la unele. Razele medulare sunt vizibile în special la stejar, fag și sicomor. Razele centrale servesc la trecerea apei, a aerului și materie organică produs de copac.

Miezul este situat în interiorul primului strat anual, în centrul trunchiului. Miezul este situat în centrul trunchiului și se desfășoară pe toată lungimea sa. Este un țesut liber, care este ușor distrus de organismele vii, constă în principal din celule vii, formate din cauza diviziunii celulelor țesutului educațional apical pe măsură ce arborele crește în înălțime. Miezul nu este folosit în construcții.

Arborele de conifere se caracterizează prin prezența canalelor de rășină, în care se acumulează substanțe extractive, taninoase și esențiale, conferind lemnului de conifere o aromă unică.

Lemnul de pădure este de obicei deschis la culoare. Mai mult, la unele specii întreaga masă de lemn este vopsită într-o singură culoare (arin, mesteacăn, carpen), în timp ce la altele partea centrală are o culoare mai închisă (stejar, zada, pin). Partea întunecată a trunchiului este miezul, iar partea periferică deschisă este alburnul. Unele roci fără miez prezintă întunecarea părții centrale a trunchiului. În acest caz, zona centrală întunecată se numește nucleu fals.

În funcție de conținutul de umiditate relativă și de raportul dintre dimensiunea alburnului și duramenului, speciile de copaci sunt împărțite în duramen și alburn.

La duramen, alburnul are un conținut semnificativ de umiditate și are o culoare mai deschisă decât duramenul. Speciile Soundwood au lemn de culoare uniformă. Conținutul de umiditate în miez este mai mic decât în ​​alburn. Speciile de alburn se disting prin structura cea mai uniformă, iar miezul nu se distinge practic, fie ca culoare, fie ca conținut de umiditate.

Modelul pe care îl formează straturile, vasele și razele de miez pe suprafața pieselor din lemn se numește textura lemnului. Speciile de lemn precum nucul, stejarul, frasinul, mesteacănul de Karelian, mahonul și altele au o textură foarte frumoasă, pe care încearcă să o păstreze și să o clarifice în timpul finisării.