Структура древесины

Каждому, кто работает с древесиной, важно знать, какими свойствами обладает данный материал. Понятие свойств древесины тесно связано с ее структурой. Человек, обладающий знаниями в этой области, наиболее качественно и осмысленно произведет процесс обработки древесины, процесс хранения, реставрации изделий из нее. В частности мастер, строящий деревянный дом, должен обязательно понимать это. В данной статье рассмотрена связь структуры и физико-механических свойств древесины.

Главные разрезы

Основные разрезы приведены на рисунке ниже. Они обладают различными свойствами и строением.

Поперечный разрез

Разрез, перпендикулярный оси ствола и направлению волокон, образует собой торцевую, или, как ее называют, поперечную секущую плоскость ствола. На данном разрезе хорошо просматривается структура древесины, а именно концентрические годовые кольца, сердцевина, сердцевинные лучи, разрез коры и луб. Поперечный разрез представлен на рисунке:

Радиальный разрез

Разрез, проходящий через середину ствола вдоль направления волокон древесины, образует радиальную секущую плоскость. При таком сечении годичные кольца также видны, но не в виде концентрических колец, а в виде параллельных полос.

Тангенциальный разрез

Тангенциальный разрез, как и радиальный, направлен вдоль волокон, но проходит не через ось ствола, а на некотором расстоянии от нее. Иными словами данный разрез строится по хорде поперечного сечения. В тангенциальном разрезе годичные кольца имеют вид вытянутых вверх парабол, поскольку ствол с годичными кольцами сужается кверху.

Элементы структуры

Рассмотрим подробнее каждый элемент на поперечном разрезе.

Ядро

Ядро древесины - центральный участок в стволе дерева. У некоторых пород этот участок выражен неявно. Ядро имеет большую плотность по сравнению с заболонью, поскольку данный слой не принимает участия в обменных процессах и не выполняет транспортных функций. Наиболее часто ядро древесины заметно в поперечном разрезе и имеет окрас более темный, чем заболонь. Но существуют и исключения, когда слои древесины на протяжении нескольких лет слабо подвергаются каким-либо химическим изменениям. Однако, у многих деревьев цвет ядра изменяется с возрастом. Некоторые породы вообще не имеют ядра и состоят из одной лишь заболони: береза, осина.

Различные породы древесины имеют различный цветовой окрас ядра. Приведем примеры:

В процессе превращения заболони в ядро в химическом составе древесины происходят некоторые изменения. Из древесины исчезают некоторые вещества, а некоторые энергично откладываются в структуре. Исчезают, например, такие немаловажные для химических процессов соединения фосфорной кислоты и калия, так же исчезает крахмал. Но, несмотря на это, в структуре образуются неорганические и органические вещества. Например в ядре некоторых пород(вяз, челкова, бук) образуются значительные количества углекислого кальция. У других пород в ядре отклагается аморфный кремнозем. Часто встречаются и органические вещества: смолы , камеди, дубильные и красящие вещества. Вот некоторые примеры органических красящих веществ, дорбытых из той, или иной породы:

Можно сделать вывод, что ядро древесины обладает свойствами, отличающимися от свойств заболони: высокой прочностью и плотностью, а так же другими физико-механическими и химическими свойствами, зависящими от породы.

Заболонь

Заболонь, так же известная как оболонь или подкорье, включает в себя наружные молодые слои древесины, активные в физиологическом плане. Заболонь выполняет функцию транспортировки воды и хранения запасных веществ. В сравнении с ядром, заболонь имеет низкую прочность, плотность, легче подвергается поражению насекомыми и грибами. В промышленном отношении заболонь содержит очень полезный материал - смолистую густую массу "Живицу".

Сердцевина

Сердцевина - древесина, состоящая из рыхлой, мягкой ткани. Распологается сердцевина в центральной части ствола. На поперечном разрезе выглядит в виде светлого или светло-бурого пятна округлой или звездообразной формы. Вместе с первичной древесиной сердцевина образует сердцевинную трубку. Часто от сердцевинной трубки отходят зачатки мелких сучков, что негативно влияет на физико-механические свойства.

Сердцевинные лучи

Сердцевинные лучи - направленные от сердцевины к коре по радиусам линии. Такие линии имеются у всех пород, но у некоторых они широкие, и потому заметные невооруженным глазом. Сердцевидные лучи служат в растущем дереве средством транспортиролвки влаги в горизонтальном направлении. Существуют первичные и вторичные сердцевинные лучи. Первичные разделяют ксилемную часть стебля и корня на радиальные секторы. Вторичные не достигают середины стебля, тоесть возникают в годичных кольцах последующих лет.

Кора

Кора делится на два слоя: лубяной слой и пробковый слой

Пробковым слоем называют верхний слой коры, являющийся скоплением отмерших клеток. Он является наиболее плотным слоем и выполняет защитную функцию. Были случаи, когда именно пробковый слой защищал дерево от воздействия пламени! Он защищает дерево от воздействия неблагоприятных факторов ( гниение, насекомые и др.) В частных случаях пробковый слой является ценным материалом : кора пробкового дуба обладает удивительной структурой, основным свойством которой является отсутствие межклеточного пространства. Этот слой периодически снимается со стволов, и после такой процедуры дерево не погибает, а образует новый пробковый слой.

Лубяной слой - внутренний слой коры, выполняющий функции, как защиты, так и транспортировки соков, питающих дерево. Под соками подразумевается жидкость с выработанными в листьях органическими веществами. Лубяной слой так же используется в хозяйстве, например, лубяной слой липы идет на плетение различных вещей.

Производя строительство строительство деревянных домов следует, соблюдать осторожность при окорении и строгании бревна.

Камбий

Камбий - прослойка между лубяным слоем и заболонью. Камбий дает начало вторичным проводящим тканям и несет в себе образовательную функцию, обеспечивая рост этих тканей в ширину. Активность камбия в зависимости от сезона влияет на образование годичных колец.

Годичные кольца

Годичные кольца(годовые слои) - области цикличного прироста тканей у деревьев. Возникновение годовых колец обуславливается неравномерным развитием организма, в совокупности с воздействием внешних факторов. Каждое кольцо состоит из двух частей — светлой и тёмной. Количество колец на спиле говорит о возрасте дерева и о темпах его роста, в зависимости от высоты, на которой был произведен поперечный разрез. Тропические растения годичных колец не образуют, поскольку, в связи с климатическими условиями, растут круглый год.