Trä: Vad är Det Och Med Vilka Egenskaper Kännetecknas Det? Struktur Och Struktur, Typer Och Funktion, Färg. Vad Ingår I Den Kemiska Sammansättningen? Ansökan

2024 Författare: Beatrice Philips | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-18 12:01

Trä har många funktioner - det används för att bygga hus och göra möbler, värma rum med det, det omger oss överallt. Men vad är trä när det gäller fysik eller mekanik? Hur kan den användas, och vilka brister har den?

Vad det är?

Trä kallas naturlig råvara, som används för tillverkning av olika typer av produkter och strukturer. Om vi pratar om detta material ur fysikens synvinkel, så är trä en växtvävnad, bestående av celler som fäster vid varandra med en hög densitet . På grund av detta är trädets struktur tät och fjädrande. Trädceller (som alla andra levande celler) har ett skal. Den innehåller cellulosa, vilket gör träet så hållbart. Cellerna är i form av ett rör - långt och smalt, varför de fick namnet på fibrer.

Trä har förmågan att behålla värme . Detta beror på förekomsten av tomrum mellan cellerna - det är de som fångar upp värme och ackumulerar den. Inkonsekvent styrka och vikt är relaterad till fibrernas storlek. Ju tjockare de är, desto mer hållbart är träet.

Det är lättare att hugga ved i den riktning fibrerna befinner sig. Det är lättare att bearbeta trä av de arter där de finns parallellt . Lönnträd är svårare att bearbeta, eftersom lönnens struktur har en nära sammanvävning av fiberceller. Men inte bara cellulosa finns i träceller. De har också en mycket komplex och mystisk substans som kallas lignin. Tack vare honom är fibrerna kopplade till varandra. Forskare har ännu inte kunnat härleda den kemiska formeln för lignin, det är så komplext.

Trä har en unik nyans och lukt som skiljer det från andra material . Båda beror på förekomsten av hartser, oljor i barrträd - tandkött och andra ämnen. Samma element hjälper träet att bekämpa förfall. Trä är indelat i två typer av arter - lövträd och barrträd. Båda grupperna är mycket stora. En separat grupp sticker ut - enhjärtbladiga träd, som inkluderar en palm, bambu.

Vissa raser är mer värdefulla än andra. Värdet ökas med egenskaper som styrka, hållbarhet och närvaron av en originalstruktur - ett mönster. Värdefulla arter inkluderar ek, körsbär, bokträ och några andra.

Grundläggande egenskaper

Alla egenskaper hos trä är indelade i tre stora grupper: fysiska, tekniska och mekaniska.

Fysisk

De egenskaper som under testning inte leder till förändringar i träets kemiska sammansättning kallas fysiska. Dessa inkluderar följande egenskaper:

• utseende;
• fuktighetsnivå och allt som rör dess förändringar;
• värmeledningsförmåga och värmeretention;
• elektrisk konduktivitet;
• ljudisolering och allt som hör samman med det;
• förändringar som materialet förvärvar efter exponering för elektromagnetisk strålning.

Komponenter som färg, glans, textur och makrostruktur bildar utseendet . Färg kallas den visuella känslan som finns kvar efter att trädet reflekterar en ström av ljus, eller snarare, från den spektrala sammansättningen av denna reflektion. Färg är extremt viktigt för trä. De styrs av det när de väljer den ras som rummet ska dekoreras med, från vilket möbler, musikinstrument, dekorativ och tillämpad genre kommer att tillverkas, etc.

Trädets färg beror på många faktorer - ras, ålder, region och klimat i det område där det växer. Färgen kan mycket väl förändras under påverkan av vind, sol, svampinfektion och fukt, särskilt om trädet har varit i vatten en längre tid . Men många raser har en unik ton som lätt kan kännas igen av en specialist. Glans är ett träds egenskap som reflekterar en ljusström. I vissa raser är glansen starkare, i vissa är den svagare. Av de arter som växer i Ryssland är den starkaste glansen i ek, bokträ, liksom i träd som vit akacia.

Konsistensen är inget annat än en ritning av ett träd . Det blir synligt efter att de anatomiska elementen har skurits (årsringar, kärnstrålar, kärl). Beroende på tillväxtringarnas bredd och innehållet i sent trä görs en bedömning av hur hög kvalitet det är. Tillväxtringens bredd är antalet lager i en centimeter, nedlagda radiellt i slutet av träet.

För att förstå hur mycket fukt som finns i trä introducerade vi en sådan egenskap som fukt. Det uttrycks i procent: massan av vatten i träet till massan av helt torkat virke.

Det mäts med direkta eller indirekta metoder. Det enklaste och mest pålitliga sättet att mäta fukthalten i trä är att torka det . Det tar tid, men svaret är korrekt. När det gäller indirekta metoder är de betydligt snabbare. Till exempel visar mätningar med en konduktometrisk elektrisk fuktmätare hur mycket vatten ett träd innehåller och vad dess elektriska konduktivitet är. Men noggrannheten hos sådana metoder är låg - högst 30%, och då bara där nålen sattes in för mätning.

Vattnet i trädet kan vara fritt och bundet . Den första finns i fibrernas hålighet och i utrymmet mellan celler. Den andra är i cellens struktur, den hålls av fysikalisk -kemiska bindningar. Om fritt vatten avlägsnas från trä ganska enkelt, är bundet vatten mycket svårare att ta bort. Om timret ändrar form under torkning, sågning eller lagring kallas detta för varpning. Vad det än orsakas leder det till att det uppstår trädefekter, därför måste det lagras och bearbetas i enlighet med tekniken.

Trä har egenskaper som fuktabsorbering och svullnad (som en konsekvens) . Detta bör beaktas när du arbetar med honom. Det är inte alltid negativt, till exempel i kärl eller fat, träets egenskap att svälla och öka i storlek, på grund av detta, ökar densiteten för vidhäftning av träelement till varandra.

Trä har en densitet mätt i kilogram per kubikmeter (eller gram per kubikcentimeter) . Olika träslag har samma densitet av träaktigt ämne (det är 1,53 g / cm3), men olika densitet för helt torkat virke. Det finns flera indikatorer på densitet - vått trä har en densitet, och torrt trä har en annan. Ett träd har en sådan egenskap som porositet, det vill säga graden av fyllning av tomma hålrum med luft. Porositeten hos olika stenar varierar från 40 till 80%.

Permeabilitetsindex betyder hur mycket flytande eller gasformigt ämne trä kan passera under påverkan av tryck på det. Separat bland träets fysikaliska egenskaper skiljer man termiska egenskaper, som inkluderar värmekapacitet, förmågan att leda värme och expandera under dess påverkan, liksom förmågan att leda temperatur. Trädet har egenskapen elektrisk konduktivitet, det vill säga en elektrisk ström passerar genom det . Ju torrare trä, desto sämre leder det el, och vice versa.

Teknologisk

Denna kategori av träegenskaper inkluderar parametrar som hårdhet, slitstyrka, seghet, kvarhållande av olika typer av fästelement och förmågan att bearbeta materialet med skärverktyg. Slagfasthet är träets egenskap för att absorbera kraften som appliceras på det under stötar utan att förändra materialets struktur . Hög viskositet innebär att det tar mycket kraft att bryta provet.

Hårdhet avser träets förmåga att motstå en hårdare kropp när den pressas . Det hårdare materialet för trä- och hårdhetstestning är stål. Hårdheten bestäms med hjälp av kraftmätarens skala. Träets slitstyrka indikeras av dess egenskap av slitstyrka under dess friktion mot en yta med en slipande beläggning. Det finns en speciell formel för att beräkna nötningshastigheten.

Träets förmåga att böja är olika för olika trädslag. De bästa böjarna är ask, ek, bok, sämre barrträd. Trä kan inte bara böja, utan också klyva. Om du kör en spik för nära kanten, kommer egenskapen att vara negativ, och om du hugger trä, kommer det att vara positivt.

Mekanisk

Trä kan motstå under påverkan av krafter som appliceras på det, det vill säga det har mekaniska egenskaper. Dessa inkluderar styrka, deformationsmotstånd, tekniska och operativa egenskaper. Träets mekaniska egenskaper bestäms i tester som spänning, kompression, böjning och skjuvning . Trä klassificeras som anisotropiskt material, vilket innebär att det har olika egenskaper i olika riktningar.

Den ultimata styrkan är den högsta tillåtna spänningsnivån som föregår början av fraktur av provet . Det måste bestämmas på ett prov som är fritt från defekter, liten i storlek och rent. För att bestämma träets tryckhållfasthet behöver du ett prov som har en prismatisk form.

Deformerbarhet är förmågan att klara kortsiktiga belastningar utan att ändra den ursprungliga formen . På grund av sin elasticitet kan träet återgå till sin ursprungliga form efter kortvariga belastningar. Den elastiska modulen beräknas med hjälp av en speciell formel. Konstruktionen av trä är sådan att den kan deformeras under konstant belastning. Det är viktigt att veta exakt både styrkaindexet och gränsen för ytterligare motstånd, liksom uthållighetsgränsen (för prover som utsätts för alternerande belastningar).

För att jämföra en art med en annan är det nödvändigt att känna till de specifika egenskaperna i de mekaniska egenskaperna hos olika träslag. Till exempel har barrträd en högre specifik hållfasthet än lövfällande. De har också en högre styvhetsindikator, men alla andra specifika egenskaper är lägre.

Översikt av arter

Det finns många träslag, när man väljer ett material för konstruktion eller bearbetning bör man ta hänsyn till de individuella egenskaperna och egenskaperna för varje. Trä är inte bara indelat i välkända grupper av lövträd och barrträd . Till exempel finns det en klassificering av trä efter färg. Beroende på art skiljer sig träets färger. Färgen på ett träd beror på flera faktorer. Detta är rasen, åldern, hastigheten med vilken trädet växer, liksom mängden färgämnen det innehåller.

Ljusstyrka är också direkt relaterat till den senare faktorn . Trädets savträ (den yttre delen, som innehåller levande celler), tonen är alltid ljusare än kärnans. I kärndelen, där tanniner och hartser är koncentrerade, är nyansen mycket mörkare. Följaktligen, i kärnved, är träet mörkare, i träved är det ljust.

De förra inkluderar lärk, tall, aska. Den andra, med en smal kärna - björk, päron, lind, al. Av de listade har björken en helt vit nyans av trä, medan resten har en mycket ljus träig . Detta beror också på det faktum att stärkelse förekommer i trädet. Sapwood används för tillverkning av parkettskivor.

Barrträd används för att skapa timmer och andra byggnadskomponenter . De har en lätt och lätt att hantera struktur. Ett stort antal barrträd växer i Ryssland. När det gäller lövträ används de för att skapa möbler och möbler.

Vissa trädslag har ett högre värde, de kallas värdefulla . Värdet ligger i det faktum att dessa stenar har mycket högre hållfasthet, de håller längre och har ett unikt mönster. Dessa sorter används för att skapa vackra elitmöbler, parkettbrädor, dörrar och andra inredningsartiklar. De kostar alla betydligt mer än konventionella produkter i samma kategori. Inhemska värdefulla arter inkluderar körsbär, ek, päron, rosenträ, liksom vitt eller järnek lönnlöv.

Trä kännetecknas också av tecken på likviditet och illikviditet

• Flytande trä - den används för hushållsbehov. Flytande virke består av kommersiellt virke och ved. I sin tur omfattar kommersiellt virke runt och flisat virke, men inkluderar inte ved. I sammansättningen av industriellt trä utmärks också tekniska flis och stubharts.
• Illikvid trä - en som inte kan användas för ekonomiska ändamål på grund av att den har tappat sina tekniska egenskaper på grund av naturfel eller bearbetningsfel.

Massaved kallas ett runt eller hackat sortiment från vilket cellulosa eller vedmassa framställs. Kvaliteten på sådant trä bestäms av sorten (av vilka det finns tre), liksom färskheten.

Beskrivning av laster

Bristerna i trä kallas de defekter som det har. Detta gäller hela stammen och dess individuella element. Felet måste nödvändigtvis försämra träets kvalitet, vilket begränsar möjligheten att använda det. Alla typer av defekter och defekter listas i GOST 2140-81 . Allt som avviker från träets normala struktur anses vara en defekt.

Laster är naturliga, som uppstår oavsett en persons vilja (exponering för klimatfaktorer, fåglar, insekter, gnagare, bakterier, etc.), och det finns bearbetningsfel, som inkluderar de defekter som uppstår till följd av felaktig bearbetning, lagring eller lagring av material.

Laster kan vara både villkorliga och ovillkorliga. En sådan defekt anses ovillkorlig, vilket avsevärt minskar kvaliteten på timmer, såsom råta eller svamp . Knutar är den vanligaste defekten, men strukturella defekter i trä är också vanliga. Den knotiga stammen kan till exempel användas för originalinredning, men den slutar inte vara en skruvstäd. Tillåtna sammansättning omfattar högst två knop per en meter timmerlängd, medan knutarna måste vara friska.

Brister i bearbetningen inkluderar allt som skadade träet vid mekanisk påverkan på det .nämligen - sågning, skörd, lagring, lagring, transport, etc. Det är som ett resultat av mekanisk påverkan som trä oftast drabbas och får nackdelar som det från början inte hade.

Ansökningar

Trä används inom många områden inom industrin och är ett av de mest miljövänliga och samtidigt billiga materialen.

Som bränsle

De senaste decennierna har visat vikten av att använda förnybara mineraler och resurser. Det senare inkluderar ved som används som bränsle. Ökningen av användningen av ved för uppvärmning av lokaler har registrerats över hela världen, och Ryssland är inget undantag . Bränslepellets (pellets) och bränslebriketter tillverkas i nästan alla regioner i landet där det finns skogar - oavsett om det är barrträd eller lövträd. Kol blev också plötsligt populärt, även om det tidigare var oförtjänt glömt. Nu används den i stor utsträckning i vardagen och på jobbet.

Men det är omöjligt att använda trä som bränsle och energikälla utan några begränsningar. Det finns ett stort antal lagligt fastställda regler och krav, i samband med vilka medborgarna inte bara kan skörda ved, även för personliga behov. Ved kan endast köpas från organisationer som har tillstånd för denna typ av aktivitet, till exempel avverkning och avverkning.

Som råvara

Hus i de överväldigande majoriteten av fallen idag uppförs av trä. Fördelarna med trä är obestridliga: det är miljövänligt, naturligt, har ett attraktivt utseende och gör det möjligt att skapa många mönster - från en klassisk rysk hydda till en alpstuga. De bygger av trä inte bara hus, utan också bad, bastur, lusthus . Trä används i bostadskonstruktion och i bärande konstruktioner, balkar, tak. På landsbygden byggs fortfarande låga hus av trä - för 2 eller 4 ägare.

Träbearbetningsindustrin strävar nu efter att öka träets motståndskraft mot fukt, eld, hållfasthet och även för att förbättra träets och brädornas byggkoder . Men samtidigt bör trä förbli ett naturligt material som andas, behålla ett unikt mönster och dess inneboende doft. Ny bearbetnings- och konstruktionsteknik dyker hela tiden upp, till exempel är byggandet av hus med dubbelvirke teknik ett relativt nytt fenomen som bara blir populär i Ryssland.

Förutom konstruktion används trä ofta som konstruktionsmaterial för möbelproduktion . - soffor, stolar, bord, garderober med mera. Trappor, räcken, plattband, balustrar, stigar och trottoarer i trädgården och andra dekorativa element i landskapsdesign och i byggnader är gjorda av trä.

Som hantverksmaterial

Både amatörer och proffs är engagerade i tillämpad konst idag. Trä används för hantverk i dess mest varierade former - från sågspån och plattor till barer och parkettbrädor. Hantverkare med gyllene händer och från trälådor eller pallar kommer att skapa en trädgårdstol - Adirondack, som inte kommer att se sämre ut än en fabrik . Från nedskärningarna erhålls både ursprungliga vandringsleder i trädgården, liksom magnifika skärbrädor eller bilder brända med en sticksåg.

Bearbetning

Även om ett träd är en förnybar naturresurs, tar det flera decennier för en skog att återhämta sig helt. Avskogning och skogsbränder påverkar klimat- och miljöförhållanden negativt och minskar mängden resurs som är tillgänglig för användning . Därför återvinns trä för att återanvända det i produktionen, liksom för att bearbeta det resulterande avfallet.

Genom att utnyttja rester och avfall från timmerbearbetning kan en stor mängd skog sparas.

Trä kan delas in i företag och icke-företag . Den första inkluderar till exempel plattan och skivorna under sadeln. Det andra inkluderar faner och plattor, närmare bestämt deras rester, sågsnitt av stockar, olika bitar och rester från snickeriverksamhet, och bark, sågspån, spån och damm hänvisas också till icke-affärsmässigt trä. Kommersiellt trä används för att skapa nya produkter. Icke-företag är föremål för insamling, ytterligare bearbetning och efterföljande bortskaffande. Även om det gäller icke-kommersiellt trä pågår utveckling och sökning efter bearbetningsmetoder. Till exempel komprimeras spån och sågspån, varefter de används för att göra kattströ.