Что способствует широкому использованию древесины в промышленности

Области применения древесины.

Строительство. Древесина применяется в строительстве в таких формах, как пиломатериалы прямоугольного сечения (брус, доски), шпон, фанера, железнодорожные шпалы, столбы, сваи, стойки, гонт и древесноволокнистые плиты. Больше всего потребляется пиломатериалов прямоугольного сечения. Деревянные дома – основной вид домов на протяжении многих веков истории России, становятся в настоящее время всё более популярными. Из дерева изготовляют столярные изделия, полы, паркет, облицовку для стен.

Производство мебели. Используют продукты переработки древесины древесноволокнистые и древесностружечные плиты. Высоко ценится мебель из цельной древесины.

Топливо и древесная масса. Применение древесины как топлива в масштабах всего мира имеет все еще очень важное значение. Древесина является альтернативным топливом по отношению к углю, газу, нефти, электричеству. Для многих малых населённых пунктов древесина наиболее доступный, дешёвый вид топлива, требующий минимальной транспортировки. Дрова используют, также отдавая дань традиции или из эстетических целей, например для топки каминов. Применение древесины в виде древесной массы в последнее время, непрерывно увеличивалось и, по прогнозам, будет продолжать увеличиваться в обозримом будущем.

В целлюлозно-бумажной промышленности древесина является сырьём для производства бумаги и кордона.

Производство музыкальных инструментов. Только древесные породы способны создать оригинальный звук абсолютного большинства струнных музыкальных инструментов.

Художественная резьба. Художественные и сувенирные изделия.

Написание икон. Проводится на деревянных досках, которые готовятся по специальной технологии.

Детские игрушки. Древесина экологически безопасный материал, и по всем своим свойствам пригодна для изготовления детских игрушек.

Рис. 10.12. Деревянные дома из клеённых (слева) и рубленных (справа) брёвен. Мастера В.И. Иванов, А.А. Колос, А.Г. Ваулин.

Спортивный инвентарь. Несмотря на массовое применение полимерных материалов при изготовлении спортивного инвентаря, из древесинных материалов продолжают изготовлять шведские стенки, гимнастические палки, биты, столы для тенниса, другой инвентарь.

Элементы отделки автомобилей. Отделка внутреннего салона автомобиля элементами древесины повышает престижность автомобиля.

Древесный уголь получают при неполном сгорании древесины. Имеет высокую удельную поверхность, проявляет явно выраженные абсорбционные свойства. На протяжении столетий древесный уголь использовался в процессах получения повышенной температуры, а также в металлургии. Русский промышленник Смирнов использовал уголь для очистки водки. В настоящее время уголь является товарным продуктом и широко применяется в быту.

Химическая промышленность. В результате химической переработки древесины получают синтетическое волокно, целлофан, спирт, дрожжи, древесноволокнистые плиты, древесину с полимерной пропиткой, древесный слоистый пластик и различные формованные изделия. Прогресс в области переработки и применения древесины явился стимулом к дальнейшему развитию лесного хозяйства

Из древесных материалов изготавливается различная продукция народного творчества: детские игрушки, кухонные разделочные доски, настенные резные панно, иконки святых, шкатулки, рамки для фотографий, солонки, перечницы, подставки под салфетки и деловые бумаги, дверцы и фрагменты кухонной мебели и интерьера, столярный инструмент, мастер-модели, строительные конструкции, машиностроительные детали, мебель, художественный паркет.

Скрипка.

Скрипка – это удивительный инструмент, изготовленный из древесины, который в течение нескольких веков не изменял своей формы (рис. 10.13).

Рис. 10.13. Изготовление скрипки современными мастерами.

Скрипку относят к обожествляемому музыкальному инструменту. Сохранились названия частей скрипки: голова, шея, грудь, талия, душка. Создавалась скрипка как аналог человеческого голоса. До сих пор, даже на самой современной технике, не удалось синтезировать тембр скрипки. Столетиями отрабатывались технология, материалы и способы изготовления скрипки, которые с середины 18 века практически не менялись. Скрипка стала одним из наиболее классических инструментов.

Устройство скрипки является самым сложным с точки зрения физики, акустики и сопротивления материалов. Для изготовления скрипки используется три вида дерева: клён, ель и эбеновое (чёрное) дерево. В зависимости от свойств дерева, из него изготавливаются различные детали инструмента. Так как верхняя дека почти полностью отвечает за звучание басовых струн, то для неё идеально подходит сочетание мягкости и упругости ели. Из клёна изготавливаются нижняя дека, голова и обечайки. Нижняя дека в основном «работает» на верхний регистр, и плотность клёна соответствует этим частотам. Гриф изготовлен из чёрного дерева. Чёрное дерево, благодаря своей высокой жёсткости и прочности (кстати, оно тонет в воде) имеет максимальную устойчивость к износу от струн. Соперничать с ним может только железное дерево, но оно очень тяжёлое и имеет зелёный цвет.

Сочетание клёна, ели и чёрного дерева используется практически во всех струнно-деревянных инструментах: смычковые, гитара, балалайка, домра, лира, цитра, арфа и другие.

Многие поколения мастеров экспериментировали с различными материалами для изготовления скрипки (тополь, груша, вишня, акация, кипарис, орех), но лучше всего отвечают требованиям акустики клён и ель. Это подтверждается и всеми современными исследованиями.

Лучшим деревом для изготовления скрипки считается дерево, выросшее в горах. Здесь дело в климате. В горах дерево подвергается резким перепадам температур и не перенасыщено влагой. Таким образом, летние слои становятся меньше, чем на равнине и в целом повышается относительная упругость, т.е. звукопроводимость. По сложившейся традиции, для изготовления нижней деки мастера используют волнистый клён, отличающийся красивым волнистым рисунком. Известен исторический факт попадания к итальянским мастерам волнистого клёна. В 18 веке Турция поставляла Италии клён для вёсел на галеры. На вёсла шёл прямослойный клён. Но так как, не распилив бревно понять его строение трудно, часто приходили партии волнистого клёна, на радость скрипичным мастерам. Кстати сказать, работать с волнистым клёном намного сложнее, чем с обычным.

Резюме.

К физическим свойствам древесины относятся: внешний вид, запах, показатели макроструктуры, влажность и связанные с ней изменения (усушка, разбухание, растрескивание, коробление), плотность, электро-, звуко- и теплопроводность. К механическим свойствам древесины относятся: прочность, твердость, жесткость, ударная вязкость и другие. Все пороки древесины разделены на девять групп: сучки; трещины; пороки формы ствола; пороки строения древесины.

Среди древесных пород выделяют лиственные и хвойные породы. К основным видам хвойных пород относится сосна, ель, лиственница, кедр, можжевельник, кипарис, сибирская пихта. Лиственные породы более многочисленны: дуб, ясень, бук, берёза обыкновенная, берёза карельская, липа, клён, яблоня и другие виды лиственных.

Древесные материалы бывают в виде распиленной, измельченной и клееной древесины, а также шпона. При распилке ствола дерева получают: брус, обрезную доску, необрезную доску, горбыль. Продуктами переработки древесины являются стеновые панели: блок-хауз, планкен, сайдинг. В погонаж входят наличник, плинтус, строганные доски, брусок, вагонка. В древесные изделия для полов и паркета входят паркетная доска для пола, палубная доска, половая доска. Древесные материалы и изделия применяются в строительстве, при производстве мебели и в других многочисленных производствах и промыслах.

Вопросы для самоконтроля.

1. Какие материалы являются древесиной?

2. В чем сходство и различие хвойных и лиственных пород?

3. Из каких основных частей состоит дерево, и какое практическое значение каждая из них имеет?

4. К какой породе деревьев относится лиственница?

5. Какие виды разрезов применяют при распиловке ствола дерева?

6. Как называется слой древесины, находящийся вокруг ядра дерева?

7. Из скольких слоев состоит кора дерева?

8. Назовите представителей безъядровых пород деревьев?

9. Из каких основных химических элементов образована древесина? Почему древесина горит в кислородосодержащей атмосфере?

10. Из каких типов клеток сложена древесина?

11. Какие характеристики древесины относятся к физическим свойствам?

12. Какое свойство древесины характеризует ее текстура?

13. Как впитываемая древесиной вода располагается в структуре дерева?

14. Почему в шахтах существует следующее правило: деревянную крепь ставить комлем вверх?

15. В каких пределах изменяется плотность древесины? Как квалифицируют древесину по значениям плотности?

16. Как плотность связана с твердостью древесины?

17. Почему древесные изделия используются в системах электропроводки?

18. Как классифицируют виды древесины по значениям твердости?

19. Почему многие свойства древесины имеют различные значения в направлении перпендикулярном торцевому разрезу или радиальному разрезу?

20. В каких направлениях раскалывается древесина и почему?

21. Какие изменения относят к порокам? Сколько видов пороков выделено?

22. В чем причины возникновения трещин древесины? Какие причины вызывают их появление?

23. В каких условиях растут деревья с повышенной сбежистостью?

24. В чем проявляется сухобокость древесины?

25. Для каких пород древесины характерно проявление такого порока как засмолок?

26. Какие характеристики имеет древесина сосны? Для изготовления, каких изделий применяется сосна?

27. Какие отличительные особенности характерны для древесины лиственницы?

28. В бочках, из какой древесины настаивают коньяк?

29. Древесина, какого дерева лиственных пород имеет самую выразительную текстуру?

30. Древесина, какого вида лиственных деревьев относится к безъядровым породам, является легкой, белой, используется при изготовлении различных изделий?

32. В каких областях, и для каких целей применяют строганный и лущеный шпон?

33. Какие виды изделий входят в стеновые панели, погонаж, изделия для полов и паркета?

34. Почему термодревесина приобретает низкую гигроскопичность?

35. Из какого вида древесины лучше изготавливать палубную доску и почему?

36. Какие породы деревьев и почему используют для изготовления скрипок?

37. В чём структура деревьев, выросших в горах, отличается от структуры деревьев, выросших в равнинных районах?

Дата добавления: 2019-02-22 ; просмотров: 1899 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Источник

Древесные материалы

Древесина и ее применение в народном хозяйстве. Строение дерева

В народном хозяйстве древесина применяется очень широко: в промышленном и гражданском строительстве ее используют для изготовления отдельных конструктивных элементов зданий и сооружений, а также окон, дверей, паркета и т. п. Древесина — сырье для изготовления целлюлозы, бумаги, картона, этилового спирта. При химической переработке древесины получают канифоль и скипидар; из коры дуба, ивы и лиственницы добывают дубильные вещества, употребляемые в кожевенной промышленности.

В судостроении древесину применяют при закладке судов на стапеле и спуске их на воду (кильблоки, спусковые дорожки стапеля, полозья, подбрюшины), для покрытия металлических палуб, для изоляции и оборудования провизионных кладовых, трюмов, кают и других помещений, для изготовления деревянной мебели, возведения строительных лесов, временных трапов.

Широкое применение древесины объясняется ее техническими свойствами. При относительно небольшой массе она обладает достаточной прочностью, легко обрабатывается, хорошо склеивается, а изделия из нее отличаются хорошими декоративными качествами.

Вместе с тем древесина имеет и ряд отрицательных свойств. При изменении влажности она разбухает, усыхает, растрескивается и коробится. Естественные древесные материалы подвержены загниванию и легко воспламеняются. В меньшей степени эти недостатки свойственны прессованной древесине, древесностружечным и древесноволокнистым плитам.

Растущее дерево состоит из корней, ствола и кроны. Корни всасывают из почвы влагу, питательные минеральные вещества и удерживают дерево в почве. Ветви и листья дерева образуют крону. В листьях происходит так называемый процесс фотосинтеза. Они поглощают из воздушной среды углекислый газ, который разлагается на углерод и кислород. Кислород из листьев выделяется в воздух, а углерод под влиянием солнечного света, взаимодействия с влагой и растворенными в ней минеральными веществами образует различные органические соединения, необходимые для питания дерева, которые распространяются по внутреннему слою его коры.

Ствол поддерживает крону дерева, хранит влагу, а также запасы питательных веществ, вырабатываемых листьями. Он состоит из сердцевины, древесины, камбия и коры (рис. 1.1).

Сердцевина, расположенная в центре ствола, представляет собой рыхлую мягкую ткань и занимает незначительную часть ствола. Далее располагается древесина, занимающая большую часть ствола.

Камбий охватывает древесину сплошным кольцом. Он состоит из клеток, способных к делению и росту.

Кора защищает дерево от механических повреждений и от неблагоприятных влияний окружающей среды. Внутренний слой коры (лубяной) служит для отложения запасов питательных
веществ, выработанных в листьях. По строению коры можно определить породу дерева.

Древесина — основной технический материал, свойства которого неразрывно связаны с ее строением. Макроструктура (элементы строения) древесины хорошо видна на разрезах ствола невооруженным глазом. Так, на разрезах четко выделяются годичные слои, сердцевинные лучи, ядро и заболонь.

Годичные слои — концентрические круги вокруг сердцевины — хорошо видны на торцовом срезе. На радиальном срезе они просматриваются в виде продольных линий, на тангенциальном — в виде дугообразных кривых. У живого дерева каждый год вырастает один годичный слой. Рост происходит от камбиального слоя, поэтому чем ближе расположен слой к сердцевине, тем он старее. По числу годичных слоев на торцовом срезе комлевой части ствола можно определить возраст дерева. Годичный слой состоит из ранней древесины, образованной в весенний период роста, и поздней, развивавшейся в летний период. Окраска ранней древесины светлая. Поздняя древесина имеет более темную окраску и отличается большой плотностью и высокими механическими качествами.

Сердцевинные лучи сохраняют, а также проводят влагу и питательные вещества в горизонтальном направлении между годичными слоями. На торцовом срезе ствола (особенно у дуба, бука и клена) сердцевинные лучи имеют вид радиально расположенных узких полосок, на радиальном срезе — светлых или темных блестящих полосок, а на тангенциальном — темных штрихов с заостренными концами, расположенных по длине ствола.

У деревьев некоторых пород окраска периферийной и центральной частей ствола на торцовом и радиальном срезах различна. Такие породы деревьев называют ядровыми. Породы деревьев, стволы которых на срезе не имеют этого различия окраски, называют заболонными.

Центральная, темноокрашенная часть древесины, прилегающая к сердцевине, является ядром. Оно состоит из омертвевшей древесины, которая отличается повышенной стойкостью к загниванию, так как содержит значительное количество смол и дубильных веществ.

Заболонь — часть древесины раннего образования, состоящая из молодых клеток. В растущем дереве по заболони движется влага с растворенными в ней минеральными веществами. Ширина заболони зависит от возраста и места произрастания дерева. Широкую заболонь имеют сосна и дуб. По механическим свойствам заболонная древесина не отличается от древесины ядра, но менее устойчива к загниванию, так как легко впитывает влагу.

Микроструктура древесины различима только под микроскопом. Основными элементами древесины являются клетки, древесные волокна, сосуды и трахеиды.

Клетки представляют собой тонкие замкнутые оболочки, внутри которых находятся протоплазма и ядро. Клетки размножаются путем деления: ядро делится на две части и из одной клетки образуются две малые. По мере роста каждая из них делится также на две и т. д. Живые клетки служат для передачи питательных веществ друг другу и хранения запасов этих веществ на зимний период.

Древесные волокна — длинные одеревеневшие толстостенные клетки, составляющие основную часть древесины лиственных пород.

Сосуды — вытянутые тонкостенные клетки, через которые влага от корней проходит к листьям. Сосуды встречаются только в древесине лиственных пород.

Трахеиды — длинные замкнутые клетки, расположенные радиальными рядами. Они составляют основную часть древесины хвойных пород. Тонкостенные трахеиды заменяют собой сосуды, а толстостенные — волокна клетки. В древесине многих хвойных пород расположены смоляные ходы, в которых вырабатывается смола. Они соединены в горизонтальном и вертикальном направлениях и представляют собой единую систему.

Источник

ПРИМЕНЕНИЕ ДРЕВЕСИНЫ

2. ПРИМЕНЕНИЕ ДРЕВЕСИНЫ

С развитием химии возросло использование газа, нефти и других видов органического сырья на производство изделий, изготовляемых в прошлом из древесины, но потребление ее от этого не сократилось, так как спрос на предметы, которые могут вырабатываться пока только из древесины, увеличился. Кроме того, развитие химии расширило сферу применения древесины. Уже сейчас найдены новые способы переработки, позволяющие превращать дерево в материал огнеупорный, гибкий, текучий, сверхтвердый, какой угодно!

По своему строению ткань дерева схожа с тканями других растений, а химический состав ее напоминает обычный сахар, только молекулы целлюлозы, гемицеллюлозы больше по величине. Под влиянием химических веществ они расщепляются на глюкозу, которую нетрудно

3. ЛЕСНОЙ КОМПЛЕКС РОССИИ

4. ЛЕСНОЙ КОМПЛЕКС В ЭКОНОМИКЕ РОССИИ

Начиная с 1975 г. наблюдается устойчивая тенденция к снижению доли отраслей лесного комплекса в валовом общественном продукте страны с 3,3 до 2,7% в 1991 г., а удельного веса в промышленности с 5,1 до 4,1% (в Финляндии около 20%).

Низкое качество отечественной лесопродукции приводит к большим потерям валютной выручки.

Несмотря на приоритетное развитие в 1975-1990 гг. производств по глубокой переработке древесины, Россия значительно отстает по сравнению с промышленными странами по выпуску основных видов продукции из единицы заготовленной древесины. Приводимые ниже табличные данные дают представление относительно объемов производства в 1990 г. некоторых видов лесопродукции в расчете на 1000 куб.м заготовленной древесины.

По своей сути такая структура производства расточительная. Дефицит упаковочных видов бумаг (включая бумажные мешки) и картона приводит к огромным потерям при перевозках и хранении продукции агропромышленного комплекса, цемента, минеральных удобрений.

Практически отсутствует производство жиро- и влагостойких сортов упаковочных видов бумаг, что делает невозможной организацию промышленной расфасовки и современной торговли пищевыми и непродовольственными товарами.

На душу населения расход картонной тары в течение года составляет:

Между тем одна тонна тарного картона позволяет экономить до 10 куб.м пиломатериалов.

Слабое развитие целлюлозно-бумажной промышленности, как наиболее «всеядной», не позволяет широко использовать громадные объемы древесных отходов, низкокачественную древесину от санитарных рубок.

Одной из важнейших проблем, снижающих доходность и конкурентоспособность существующих производств, является низкая производительность труда, использование значительного количества устаревшего оборудования на лесных предприятиях.

Комплексная выработка на одного работающего на лесозаготовках составляет, куб.м в год:

Производительность труда в России ниже, чем в Швеции и Финляндии:

· в лесопилении в 5-6 раз;

Применение сложной, переутяжеленной агрегатной лесозаготовительной техники (валочно-пакетирующая машина, трелевочный трактор, сучкорезная машина, лесопогрузчик, лесовоз, поточная линия для разделки, сортировки, перегрузок и складирования древесины) при господствующем хлыстовом методе лесозаготовок определило жесткую технологическую зависимость основных и обслуживающих производств. При этом технический уровень основных видов лесозаготовительных машин и оборудования в России лишь на 7,8% соответствует международным стандартам.

B скандинавских странах валка леса, обрезка сучьев и разделка на сортаменты производятся непосредственно на лесосеках с помошью многофункциональной машины, а гораздо чаще обычной мотопилой. Наличие густой сети дорог позволяет вывозить древесину на лесовозах с самопогрузчиками непосредственно потребителям или к пунктам перевалки на другие транспортные средства.

Например, по удельной трудоемкости технического обслуживания наша лесозаготовительная техника в 4-5 раз выше зарубежных аналогов. Затраты труда на выполнение подготовительных и вспомогательных работ составляет 51,3% от общих затрат, что разорительно для предприятий, а в условиях рыночной экономики просто неприемлемо.

Если учесть, что цены на древесину в России не могут быть выше среднемировых, издержки на ее заготовку придется сократить. Чрезмерно механизированный метод лесозаготовок будет постепенно уступать место скандинавской технологии.

Лесному хозяйству оказалось не под силу правильно организовать лесопользование в стране, сформировать постоянные территориальные базы лесозаготовок, обеспечить, если уж не повышение продуктивности лесов, то хотя бы своевременное и полное их воспроизводство.

С конца 60-х гг. началось массовое обесценивание лесов. Вследствие низкой эффективност и лесовосстановительных работ примерно половина площади молодняков и средневозрастных насаждений, сформировавшихся на местах срубленного хвойного леса, представлена березняками, малоценными насаждениями осины и ольхи серой.

Это расплата за искусственный разрыв процесса лесопользования и лесовосстановления (леспромхозы и лесхозы). Слабое развитие получили рубки ухода за лесом, не создавалась экологически приемлемая лесозаготовительная техника.

Источник