Bez czego byłby świat? drewno? Prawie wszystko, co stworzył Człowiek, od ochronnego ognia jaskiniowców po eleganckie parkiety, przypomina nam o naszej odwiecznej zależności od tego naturalnego żywiołu. Dlatego w tej pracy przyjrzymy się poza kręgami jej czasów, aby dowiedzieć się o niej wszystkiego.
Koncepcja i opis drewna
Pewnie, że kiedykolwiek się zastanawiałeś co to jest drewno?. W taki sposób, że zaczniemy ten post, próbując wyjaśnić tę wątpliwość. Mówiąc bardzo precyzyjnie, możemy zdefiniować drewno jako surowiec pozyskiwany z drewna drzew. Surowiec wykorzystywany w niezliczonych elementach konstrukcyjnych, a także najstarszy ze wszystkich paliw.
A drewno możemy opisać jako element złożony ze skomplikowanego zestawu tkanek, które z kolei tworzą masę pni drzew, ignorując ich korę.
Aby mieć jasne wyobrażenie o jego wartości historycznej, przydatny jest opis, jaki jest nadawany mu jako najlżejszy, najbardziej plastyczny i wytrzymały element konstrukcyjny, używany przez człowieka od niepamiętnych czasów.
historia drewna
Jak przewidzieliśmy we wstępie, historia ludzkości jest ściśle związana z wykorzystaniem drewna.
Okazuje się, że pierwszym dostępnym dla człowieka elementem konstrukcyjnym było drewno. Oprócz tego, że był używany jako paliwo i broń do polowania, miał też wielką wartość w dążeniu naszych przodków do znalezienia schronienia.
Tak więc chata z drewnianymi podporami i dachem z gałęzi zapewniała schronienie przed żywiołami. Ale to był dopiero początek, wieki później będzie używany do budowy mostów i statków.
Nasz związek z drewnem jest tak starożytny, że sztuka laminowania związana z ozdobnym wykorzystaniem tego pierwiastka była znana Egipcjanom już w 3000 roku p.n.e. z C
Wynikało to z braku w obszarze drewna cech konstrukcyjnych, co skłoniło ich do stworzenia technik okleinowania i intarsji.
Sztuka doprowadzona do perfekcji
Od tych odległych początków aż do XIX wieku ta egipska sztuka platerowania utrzymywała swój rzemieślniczy stan. Wynikało to z faktu, że wymagało dużej wiedzy o zaletach drewna, a także drobiazgowej pracy przy cięciu i klejeniu.
Tak więc w XIX wieku pojawiły się nowoczesne techniki sztancowania. Później, na początku następnego stulecia, wraz z pojawieniem się nowych zaczepów, handel ten dokona kolejnego ważnego skoku. To wtedy znamy arkusz sklejki, którego cechy zachowały się do dziś.
Blacha ta jest na tyle plastyczna, że można ją łatwo wyginać, przyjmując niemal każdy kształt, co dodaje waloru kunsztu konstrukcji.
Na koniec w tym miejscu możemy dodać, że drewno, zarówno zwarte, jak i laminowane, było używane do produkcji zarówno samochodów, jak i samolotów. Jak również w fabryce łodzi.
Nowe konserwanty i kleje, dzieci rozwoju przemysłowego końca XIX wieku i całego następnego, wzmocniły aplikacje do drewna, zamieniając go w trwałe, mocne i plastyczne elementy, które teraz możemy zobaczyć, tworząc niemal wszystko w naszym otoczeniu. Ale pomimo wszystkich jego zastosowań, trzeba mieć dużo Świadomość ekologiczna aby nie wyczerpać całkowicie tej naturalnej podaży.
Struktura lub skład drewna
Aby przejść dalej w tym artykule, konieczne jest omówienie struktura drewna. Podstawowa kwestia, aby zrozumieć ten niezbędny element.
Pierwszą rzeczą, na którą należy zwrócić uwagę, jest to, że drewno składa się z komórek, które łączą się i przeplatają. Są to komórki o cylindrycznym wyglądzie i różnej długości.
W taki sposób, aby podczas wykonywania przekroju można było zaobserwować następujące części:
Rdzeń rdzeniowy i promienie rdzeniowe
Reprezentuje obszar centralny, który jest również najstarszy.
Ta część drewna powstaje w wyniku suszenia i żywicowania. Przybiera kształt walca w osi rośliny. Składa się z okrągłych komórek, które wykazują wyraźne pory pod kątem wiązania.
Twardziel
Jest to termin botaniczny, który odnosi się do obszaru pnia, który integruje część tkanki drzewnej, która jest najtwardszą częścią drewna.
Znajduje się w centralnej części łodygi i gałęzi, zbudowana z martwych komórek, takich jak otaczająca go zewnętrzna warstwa.
Dokładniej jest to obszar bezpośrednio do rdzenia drzewa, wykonany z twardego drewna. Jest skąpany w niektórych związkach roślinnych, takich jak garbniki, które nadają mu specyficzny różowy kolor.
Główną funkcją tej części drewna jest zapewnienie roślinie dość solidnej struktury, aby mogła utrzymać ciężar pnia i jego liści.
Jest to również źródło zdolności drewna do pełnienia funkcji elementu konstrukcyjnego w architekturze, co często porównuje się do tej samej cechy stali.
Biel
Termin odnosi się do najnowszej części drewna. W tym sensie znajduje się w ostatnich słojach roślinnych, co powstaje w wyniku działania kambium naczyniowego w pniu drzewa.
Jest to obszar pnia rośliny znajdujący się pod łuską, gdzie liczone są najnowsze słoje.
Różni się od twardzieli tym, że jest jaśniejszy i bardziej miękki w kształcie. Jest też bardziej przepuszczalny i wilgotniejszy niż jego sąsiad.
Współpracuje we wspieraniu konstrukcji, a także w przepływie soku i gromadzeniu elementów rezerwowych.
Kambium
Jest to płaszcz wytwarzający, który znajduje się pod skorupą zbudowaną z wnęk o bardzo wąskich panelach, zdolnych do zmiany kształtu dzięki sukcesywnemu namnażaniu się komórek. Tworzy to wewnętrzne powierzchnie nowego drewna, które staje się jednocześnie zewnętrzną warstwą łyka.
Warstwy tego nowego drewna składają się z drewna wiosennego, które jest jasnego koloru. Ale wykazuje również miękką konsystencję, w wyniku większej aktywności wegetatywnej w okresie wiosennym i części lata.
Kora
Znany również jako rhytidome. Jest to warstwa, która zewnętrznie pokrywa łodygi i korzenie drzew zdrewniałych.
Z kolei składa się z trzech podwarstw: łyka, łyka i kambium naczyniowego.
Pomimo tego, że jest tylko zewnętrzną warstwą, może stanowić do 15% całkowitej masy rośliny.
Jego główną funkcją jest izolacja i ochrona tkanek roślinnych przed czynnikami atmosferycznymi.
Właściwości fizyczne i zastosowania drewna
Jest to jeden z najważniejszych aspektów, który należy wziąć pod uwagę, jeśli chcemy zrozumieć, jak najlepiej wykorzystać drewno w pracach budowlanych lub przy produkcji rękodzieła.
Nie powinniśmy też mylić tych właściwości fizycznych i strukturalnych z właściwościami leczniczymi, spożywczymi, ozdobnymi lub wieloma innymi. Mówiąc dokładniej, w przypadkach, które omówimy poniżej, wymienimy nieruchomości, które dotyczą w szczególności branży budowlanej.
O tym trzeba wiedzieć, że właściwości drewna zawsze będą funkcją jego postępu, trwałości i wilgotności, a także różnych rodzajów gleby, w której się ono znajduje, oraz różnych części kłody.
Zobaczmy jednak, jakie są najważniejsze właściwości fizyczne drewna.
anizotropia
Zauważ, że fizyczne właściwości drewna nie zawsze są takie same dla wszystkich ścieżek przez dany wierzchołek. W taki sposób, że możemy zdefiniować trzy podstawowe kierunki, w których te właściwości mogą być definiowane i mierzone, a mianowicie:
- Osiowy: Występuje równolegle do kierunku wzrostu rośliny, który jest również znany jako kierunek włókien.
- Radialny: Biegnie prostopadle do osi, przecinając oś tułowia.
- Styczny: Może wystąpić w postaci dwóch poprzednich.
Humedad
Ponieważ drewno ma warunki higroskopijne, może wchłaniać lub oddawać wilgoć, w zależności od warunków środowiskowych.
Uwolniona woda całkowicie spływa po pewnym czasie. Ale pozostaje część – wraz z wodą konstytucji. Jest to woda nasycona, która odpowiada wilgotności otoczenia otaczającej drewno, aż do osiągnięcia równowagi.
O czym powiedzieć, że drewno suszy się na świeżym powietrzu.
Warto też wiedzieć, że wilgotność tego naturalnego pierwiastka może wahać się w bardzo szerokich parametrach. Na przykład świeżo ścięte drewno ma wilgotność, która może wahać się od 50 do 60%.
Jest to ważne, biorąc pod uwagę, że wahania wilgotności pozwalają drewnu rozszerzać się lub kurczyć, zmieniając w ten sposób jego objętość i gęstość.
zakres naprężeń
Objętość drewna zwykle zmienia się wraz ze zmianą jego wilgotności, co powoduje, jak już powiedzieliśmy, ekspiację i skurcz, co oznacza pewien stopień deformacji.
Pamiętajmy, że drewno jest materiałem chłonnym, co oznacza, że zmiana wilgotności w kierunku włókien jest prawie niezauważalna. Chociaż zmienia się to w sensie poprzecznym.
Sekret tych zmian w proporcjach tkwi w zdolności wychwytywania wody w ścianach struktury drzewnej, gdzie płyn gromadzi się między komórkami, powodując ich oddzielenie lub przyciągnięcie.
Tam, gdzie punkt nasycenia tej serii nerwów odpowiada zawartości wilgoci, do czasu, gdy ściany tych zdrewniałych nerwów wchłoną całą wodę, którą mogą wchłonąć. Jest to punkt największej ekspansji komórek, dzięki czemu drewno uzyskuje maksymalną objętość, która odpowiada 30% wilgotności.
Ale co ciekawe, drewno jest w stanie nadal zwiększać poziom zatrzymywanej wody, chociaż nie znajduje to odzwierciedlenia w zwiększeniu jego objętości, ponieważ w tym przypadku ciecz zajmuje obszar kapilarny i cewki układu drzewnego. To jest tak zwana wolna woda.
Ponadto deformacje, które powstają w wyniku zmian wilgotności drewna, będą regulowane przez pozycję, jaką zajmuje dany przekrój na planie. W taki sposób, że można zaobserwować różne odkształcenia, zarówno promieniowe, jak i styczne.
Gęstość
W odniesieniu do tej właściwości drewna możemy powiedzieć, że to, co jest znane jako gęstość rzeczywista, jest pozornie taka sama dla wszystkich gatunków. W taki sposób, że można zdefiniować wspólny termin 1,56.
Podczas gdy gęstość pozorna zmienia się w zależności od gatunku, chociaż może to również wystąpić u tego samego gatunku. Zjawisko to determinowane jest poziomem wilgotności i lokalizacją w roślinie.
Zobaczmy teraz, jakie są te odmiany w zależności od gatunku:
- dzika sosna: od 0.32 do 0.76 kg/dm3
- Sosna czarna: 0.38 – 0.74 kg/dm3
- Drewno sosnowe herbaciane: 0.83 – 0.85 kg/dm3
- Jodła: 0.32 – 0.6 kg/dm3
- Modrzew: 0.44 – 0.80 kg/dm3
- Dąb: 0.71 – 1.07 kg/dm3
- Dąb: 0.95 – 1.20 kg/dm3
- Buk: 0.60 – 0.90Kg/dm3
- Wiąz: 0.56 – 0.82 kg/dm3
- Orzech: 0.60 – 0.81 kg/dm3
Aby zamknąć ten punkt, musisz pamiętać, że wszystkie lasy są klasyfikowane według ich gęstość pozornaw następujący sposób:
- ciężkie lasy
- Lekki
- bardzo lekki
Właściwości termiczne drewna
Jak wszystkie materiały, drewno rozszerza się pod wpływem ciepła i zwęża pod wpływem zimna. Jednak takiego zjawiska zwykle nie obserwuje się gołym okiem, ponieważ wzrost temperatury idzie w parze ze spadkiem wilgotności.
Wtedy wraz ze spadkiem wilgotności druga staje się niezauważalna.
Ale ruchy w kierunku prostopadłym nerwów drzewnych również rosną. Wówczas wymiana ciepła będzie powiązana z wilgotnością, ciężarem właściwym i gatunkiem rośliny.
Jednak bardziej wydajna transmisja zostanie zarejestrowana, gdy będzie przebiegać w kierunku włókien, zamiast podążać za kierunkami prostopadłymi.
właściwości elektryczne
Ważnym aspektem, który powinieneś wiedzieć o drewnie jest to, że gdy jest suche, jest doskonałym izolatorem elektryczności.
Wiadomo, że poziom oporności na wilgoć będzie zależał od kierunku, który jest niższy, gdy jest on w kierunku włókien. Ale będzie to zależeć od gatunku drewna, który jest lepszy w tych kłodach, które zawierają oleje i żywice.
Innym czynnikiem wpływającym na tę zmienność jest dokładna waga, ponieważ większy rozmiar zwiększa możliwości pozyskiwania drewna.
twardość drewna
Twardość tego ważnego surowca można zdefiniować jako wytrzymałość na rozciąganie, która przeciwdziała zarówno zużyciu, jak i zarysowaniu, przybijaniu gwoździami itp. Jak możesz sobie wyobrazić, im jest starszy i sztywniejszy, tym wyższa odporność na to stawia.
Twardość tę można sklasyfikować w następujący sposób:
bardzo trudne
- Heban
- Jarzębina
- dąb skalny
- Tag
półtwardy
- Dąb
- Arce
- Fresno
- Topola
- Akacja
- Cerezo
- Migdałowy
- kasztan
- Haya
- Nogal
- Olcha
- grusza
- Manzano
te miękkie
- abeto
- Modrzew
- Sos
bardzo landas
- Lipa
- topola biała
waga drewna
To kolejny element, który należy wziąć pod uwagę przy wyborze odpowiedniego drewna na budynek. Będzie się to różnić w zależności od różnych czynników:
- Humedad: Całe świeżo ścięte drewno waży więcej niż drewno, które zdążyło wyschnąć.
- Żywica: drewno żywiczne ma większą wagę niż to, które nie ma tego związku.
- wiek drzewa: Twardziel dojrzałych roślin jest grubsza i cięższa niż u młodych roślin.
- szybkość wzrostu: Deska rośliny, która rozwija się wolniej, jest zawsze mocniejsza i cięższa niż ta, która rozwija się szybko.
- Istnienie bielu: Jest lżejszy niż twardziel, więc kawałek z bielem będzie ważył mniej niż ten sam kawałek wykonany wyłącznie z twardzieli.
- Gęstość: Im twardsze drewno, tym bardziej zdrewniały system i mniej powietrza pokaże sucha próbka. Z tego powodu kawałek chleba świętojańskiego będzie ważył znacznie więcej niż jeden o identycznych proporcjach, ale wykonany z różnego rodzaju drewna, które zachowuje duże przestrzenie między przewodami, ponieważ są one wypełnione powietrzem w suchym drewnie. Dla lepszego przykładu: drewno balsa jest niezwykle lekkie, ponieważ ponad 90% jego suchej objętości to powietrze.
stabilność drewna
Świeżo ścięte drewno traci wilgoć, aby zrównoważyć ten aspekt z otoczeniem.
Proces suszenia na powietrzu może zająć tygodnie, a nawet miesiące. Zależy to od gęstości drewna, jego grubości, średniej wilgotności otoczenia i prędkości powietrza, które krąży między deskami.
W przypadku bardziej stabilnych gatunków drewna, takich jak teak i mahoń, skurcz podczas suszenia jest mniejszy, dzięki czemu zachowują one swój najlepszy kształt. Podczas gdy te, które nie są tak stabilne, wśród nich mamey kurczą się bardziej, więc mają tendencję do wyginania się i skręcania, oprócz tworzenia przerażających pęknięć.
Aby zapobiec uszkodzeniom, świeżo ściętą tarcicę należy ułożyć na paletach w zacienionym miejscu, gdzie nie będzie narażona na deszcz lub nadmierne przeciągi.
Na mniej stabilnym drewnie
W przypadku mniej stabilnego drewna proces suszenia przebiega wolniej, co wymaga pocięcia na cienkie paski i ochrony przed wiatrem.
Należy pamiętać, że stabilność drewna będzie zależeć również od wzrostu rośliny, a także od położenia desek wewnątrz kłody.
Oznacza to, że jeśli deski są wycinane z gałęzi lub kłody, która jest pochylona, drewno po obu stronach środka będzie miało inną gęstość. Takie zjawisko będzie generować wewnętrzne napięcie, które może prowadzić do wyginania się i strzępienia desek.
Kolejnym czynnikiem, który wpłynie na stabilność drewna, jest cięcie, które otrzymała deska. Muszą być one piłowane w kierunku promieniowym, biorąc pod uwagę, że drewno, którego słoje są pokazane prostopadle do powierzchni deski, są bardziej stabilne niż te cięte w kierunku stycznym. W takich przypadkach pierścienie są mniej więcej równoległe do powierzchni.
zapach drewna
Niektóre kłody podczas cięcia wydzielają specyficzny aromat. Ten zapach może mieć różną intensywność w zależności od miejsca, w którym rosło drzewo.
Podobnie jak w przypadku koloru, zapach drewna jest spowodowany składowanymi w nim pierwiastkami chemicznymi, zwłaszcza w twardzieli.
Dla wielu koneserów tego tematu drewno cedrowe jest tym, które świeżo zapieczętowane wydziela najwspanialszy i najlepszy aromat. Jego zapach wywodzi się z esencji soku. Stało się to tak sławne, że służy jako podstawa dla niektórych z najbardziej renomowanych firm perfumeryjnych na świecie.
Niektórzy nawet łączą go z cynamonem lub goździkami, aby wzmocnić jego egzotyczną wartość.
Wiadomo również, że zapach cedru jest stosowany jako środek zmniejszający przekrwienie, gdy pojawiają się problemy z nosem.
Izolacja termiczna i akustyczna
Otwory w drewnie przerywają przepływ ciepła przez nie. Nadaje mu to walory niezwykłej izolacyjności termicznej.
Ponadto, mimo swojej niepodważalnej zdolności do spalania, wiadomo, że może opóźniać przejście ognia, w przypadku grubszych belek.
Choć pod względem dźwięku, jego właściwości izolacyjne nie są zbyt wysokie, zwłaszcza w porównaniu z innymi wydajniejszymi materiałami.
Właściwości mechaniczne drewna
Tutaj pogrupowane są najważniejsze elementy z punktu widzenia konstrukcji. Jego należyte przestudiowanie i rygorystyczne stosowanie zaowocuje większą stabilnością budynków, czyli bezpieczniejszymi dla człowieka.
wytrzymałość na ściskanie
W tym przypadku działają różne czynniki, takie jak wilgotność, która musi znajdować się poniżej poziomu nasycenia włókien, który wynosi 30%.
Warto zauważyć, że wytrzymałość na ściskanie wzrasta wraz ze spadkiem wilgotności. Jednak od tych 30% opór staje się stały.
Wpływa również na kierunek wysiłku. Maksymalny opór będzie związany z wysiłkiem wywieranym w tym samym kierunku włókien, ale będzie się zmniejszał w miarę oddalania się od tego kierunku.
W tym miejscu najważniejszą rzeczą jest wiedzieć, że pęknięcie przy ściskaniu jest weryfikowane przez odległość drewnianych słupów i ich indywidualne wysklepienie.
Wytrzymałość na rozciąganie
Drewno jest jednym z najodpowiedniejszych materiałów do prac rozciągających. Jego zastosowanie w elementach poddanych tej sile minimalizowane jest jedynie przez trudność przeniesienia na nie energii trakcyjnej.
Anizotropowy charakter tego naturalnego zasobu drewna również ma związek z tą osobliwością. W taki sposób, aby opór w kierunku równoległym był znacznie wyższy niż w kierunku prostopadłym.
Złamanie napięcia zwykle następuje nagle. Więc w tym aspekcie można powiedzieć, że drewno jest materiałem kruchym.
Wytrzymałość na zginanie
Można by również zapewnić, że drewno w ogóle nie jest odporne na naprężenia zginające, zarówno promieniowe, jak i styczne. Chociaż to samo nie dzieje się, jeśli ten wysiłek jest przykładany prostopadle do włókien.
W ten sposób element poddany działaniu siły zginającej odkształca się, powodując zmniejszenie wymiarów włókien górnych, a wydłużenie włókien dolnych.
Gdy projektujemy dowolny element drewniany, który będzie narażony na zginanie, oprócz tego, że wytrzymuje obciążenia, które na niego działają, konieczne będzie zapobieganie nadmiernemu odkształceniu, które mogłoby generować pękanie powłoki.
Do tego wystarczyłoby podnieść krawędź lub długość kawałka, co zwiększa sztywność.
Rodzaje drewna
Na koniec zobaczymy, jak drzewa są pogrupowane zgodnie z podaną klasyfikacją według różnych gatunków drewna:
lasy żywiczne
- Pino
- abeto
- Modrzew
- Cyprys
- cedr
drewno liściaste
- Dąb
- dąb skalny
- Haya
- Olmo
- kasztan
- Olcha
- Fresno
- Akacja
- topola
- Sos
- eukaliptus
- Drzewa owocowe
- Nogal
- Cerezo
- Drzewo oliwne
Lasy tropikalne lub afrykańskie
- Mahoń
- Heban
- Sapele
- Tek
- embero
- Iroko