Puu: Mikä Se On Ja Mistä Ominaisuuksista Se Erottuu? Rakenne Ja Rakenne, Tyypit Ja Toiminta, Väri. Mitä Kemiallinen Koostumus Sisältää? Sovellus

2024 Kirjoittaja: Beatrice Philips | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-18 12:11

Puulla on monia toimintoja - sitä käytetään talojen rakentamiseen ja huonekalujen valmistukseen, huoneiden lämmittämiseen, se ympäröi meitä kaikkialla. Mutta mitä puu on fysiikan tai mekaniikan kannalta? Miten sitä voidaan käyttää ja mitä puutteita sillä on?

Mikä se on?

Puuta kutsutaan luonnonraaka -aineeksi, jota käytetään erilaisten tuotteiden ja rakenteiden valmistukseen. Jos puhumme tästä materiaalista fysiikan näkökulmasta, puu on kasvikudos, joka koostuu soluista, jotka tarttuvat toisiinsa suurella tiheydellä . Tämän vuoksi puun rakenne on tiheä ja joustava. Puusoluilla (kuten muillakin elävillä soluilla) on kuori. Se sisältää selluloosaa, mikä tekee puusta niin kestävän. Solut ovat putken muodossa - pitkiä ja kapeita, minkä vuoksi niille annettiin kuitujen nimi.

Puulla on kyky pitää lämpöä . Tämä johtuu solujen välissä olevista onteloista - juuri he sieppaavat lämpöä ja keräävät sen. Epäjohdonmukainen lujuus ja paino liittyvät kuitujen kokoon. Mitä paksumpia ne ovat, sitä kestävämpää puu on.

Puuta on helpompi pilkkoa siihen suuntaan, johon kuidut sijaitsevat. On helpompaa käsitellä niiden lajien puuta, joissa ne sijaitsevat rinnakkain . Vaahterapuita on vaikeampi käsitellä, koska vaahteran rakenteessa on kuitukennojen tiivis kietoutuminen. Mutta selluloosaa ei löydy vain puusoluista. Heillä on myös erittäin monimutkainen ja salaperäinen aine nimeltä ligniini. Hänen ansiosta kuidut on kytketty toisiinsa. Tutkijat eivät ole vielä kyenneet päättämään ligniinin kemiallista kaavaa, se on niin monimutkainen.

Puulla on ainutlaatuinen sävy ja tuoksu, joka erottaa sen muista materiaaleista . Molemmat johtuvat hartsien, öljyjen, havupuiden - kumien ja muiden aineiden esiintymisestä koostumuksessa. Nämä samat elementit auttavat puuta torjumaan rappeutumista. Puu on jaettu kahteen lajityyppiin - lehtipuu ja havupuu. Molemmat ryhmät ovat erittäin suuria. Erillinen ryhmä erottuu - yksisirkkaisia puita, joihin kuuluu palmu, bambu.

Jotkut rodut ovat arvokkaampia kuin toiset. Arvoa lisäävät ominaisuudet, kuten lujuus, kestävyys ja alkuperäisen tekstuurin - kuvio. Arvokkaita lajeja ovat tammi, kirsikka, pyökki ja jotkut muut.

Perusominaisuudet

Kaikki puun ominaisuudet on jaettu kolmeen suureen ryhmään: fyysinen, tekninen ja mekaaninen.

Fyysinen

Niitä ominaisuuksia, jotka testauksen aikana eivät muuta puun kemiallista koostumusta, kutsutaan fysikaalisiksi. Näihin kuuluvat seuraavat ominaisuudet:

• ulkomuoto;
• kosteustaso ja kaikki sen muutoksiin liittyvä;
• lämmönjohtavuus ja lämmönpidätys;
• sähkönjohtavuus;
• äänieristys ja kaikki siihen liittyvät;
• muutokset, jotka materiaali saa sähkömagneettiselle säteilylle altistumisen jälkeen.

Komponentit, kuten väri, kiilto, rakenne ja makrorakenne muodostavat ulkonäön . Väriä kutsutaan visuaaliseksi tuntemukseksi, joka säilyy sen jälkeen, kun puu heijastaa valovirtaa tai pikemminkin tämän heijastuksen spektrikoostumuksesta. Väri on erittäin tärkeä puulle. He ohjaavat sitä, kun he valitsevat rodun, jolla huone koristetaan, josta valmistetaan huonekaluja, musiikki -instrumentteja, koristeita ja sovellettua tyylilajia jne.

Puun väri riippuu monista tekijöistä - rodusta, iästä, alueesta ja alueesta, jolla se kasvaa. Väri voi muuttua tuulen, auringon, sieni -infektion ja kosteuden vaikutuksesta, varsinkin jos puu on ollut vedessä pitkään . Mutta monilla roduilla on ainutlaatuinen sävy, jonka asiantuntija voi helposti tunnistaa. Kiilto on puun ominaisuus heijastaa valovirta. Joillakin roduilla kiilto on vahvempaa, toisilla heikointa. Venäjällä kasvavista lajeista voimakkain kiilto on tammessa, pyökissä ja puissa, kuten valkoisessa akaasiassa.

Rakenne ei ole muuta kuin piirustus puusta . Se tulee näkyviin sen jälkeen, kun anatomiset elementit on leikattu (vuosirenkaat, ytimen säteet, suonet). Kasvirenkaiden leveyden ja myöhäisen puun sisällön mukaan arvioidaan sen korkealaatuisuutta. Kasvurenkaan leveys on kerrosten lukumäärä yhdessä senttimetrissä, säteittäisesti puun päässä.

Ymmärtääksemme kuinka paljon puussa on kosteutta, otimme käyttöön sellaisen ominaisuuden kuin kosteus. Se ilmaistaan prosentteina: puun vesimassa suhteessa täysin kuivatun puun massaan.

Se mitataan suorilla tai epäsuorilla menetelmillä. Helpoin ja luotettavin tapa mitata puun kosteus on kuivata se . Se vie aikaa, mutta vastaus on tarkka. Mitä tulee epäsuoriin menetelmiin, ne ovat huomattavasti nopeampia. Esimerkiksi konduktometrisellä sähköisellä kosteusmittarilla tehdyt mittaukset osoittavat, kuinka paljon puu sisältää vettä ja mikä on sen sähkönjohtavuus. Mutta tällaisten menetelmien tarkkuus on alhainen - enintään 30%ja sitten vain siellä, missä neula asetettiin mittaukseen.

Vesi puussa voi olla vapaata ja sidottua . Ensimmäinen löytyy kuitujen ontelosta ja solujen välisestä tilasta. Toinen on solun rakenteessa, sitä pitävät fysikaalis -kemialliset sidokset. Jos vapaa vesi poistetaan puusta melko helposti, sitoutunut vesi on paljon vaikeampaa poistaa. Jos puutavara muuttaa muotoaan kuivauksen, sahaamisen tai varastoinnin aikana, tätä kutsutaan vääntymiseksi. Mitä tahansa se aiheuttaa, se johtaa puuvaurioiden ilmaantumiseen, joten se on varastoitava ja käsiteltävä tekniikan mukaisesti.

Puulla on ominaisuuksia, kuten kosteuden imeytyminen ja turvotus (seurauksena) . Tämä on otettava huomioon työskenneltäessä hänen kanssaan. Se ei aina ole negatiivista, esimerkiksi astioissa tai tynnyreissä, puun ominaisuus turvota ja kasvaa, mikä lisää puuelementtien tarttumistiheyttä toisiinsa.

Puun tiheys mitataan kilogrammoina kuutiometriä kohti (tai grammoina kuutiosenttimetriä kohti) . Eri puulajeilla on sama puumaisen aineen tiheys (se on 1,53 g / cm3), mutta täysin kuivatun puun tiheys on erilainen. Tiheysindikaattoreita on useita - märällä puulla on yksi tiheys ja kuivalla puulla toinen. Puulla on sellainen ominaisuus kuin huokoisuus, eli tyhjien ontelojen täyttymisaste ilmalla. Erilaisten kivien huokoisuus vaihtelee 40-80%.

Läpäisevyysindeksi tarkoittaa sitä, kuinka paljon nestettä tai kaasumaista ainetta puu pystyy kulkemaan siihen kohdistuvan paineen vaikutuksesta. Puun fysikaalisista ominaisuuksista erotetaan erikseen lämpöominaisuudet, joihin kuuluvat lämpökapasiteetti, kyky johtaa lämpöä ja laajentua sen vaikutuksesta sekä kyky johtaa lämpötilaa. Puulla on sähkönjohtavuus, eli sen läpi kulkee sähkövirta . Mitä kuivempi puu, sitä huonommin se johtaa sähköä ja päinvastoin.

Teknologinen

Tämä puun ominaisuuksien luokka sisältää parametrit, kuten kovuus, kulutuskestävyys, sitkeys, erityyppisten kiinnittimien kiinnittyminen ja kyky käsitellä materiaalia leikkaustyökaluilla. Iskunkestävyys on puun ominaisuus absorboida siihen kohdistuva voima iskun aikana muuttamatta materiaalin rakennetta . Korkea viskositeetti tarkoittaa, että näytteen rikkominen vaatii paljon voimaa.

Kovuus viittaa puun kykyyn vastustaa painavampaa runkoa . Kovin puun ja kovuuden testauksen materiaali on teräs. Kovuus määritetään voimamittarin asteikolla. Puun kulutuskestävyys ilmaistaan sen kulutuskestävyydellä sen kitkan aikana hankaavaa pinnoitetta vastaan. Hankausnopeuden laskemiseen on erityinen kaava.

Puun taipumiskyky on erilainen eri puulajeilla. Parhaat mutkat ovat saarni, tammi, pyökki, huonompi - havupuut. Puu kykenee paitsi taivuttamaan myös halkaisemaan. Jos ajat naulaa liian lähelle reunaa, ominaisuus on negatiivinen, ja jos hakkit puuta, se on positiivinen.

Mekaaninen

Puu pystyy kestämään siihen kohdistettujen voimien vaikutuksesta, eli sillä on mekaanisia ominaisuuksia. Näitä ovat lujuus, muodonmuutosten kestävyys, tekniset ja toiminnalliset ominaisuudet. Puun mekaaniset ominaisuudet määritetään testeissä, kuten kireys, puristus, taivutus ja leikkaus . Puu on luokiteltu anisotrooppiseksi materiaaliksi, mikä tarkoittaa, että sillä on erilaisia ominaisuuksia eri suuntiin.

Lopullinen lujuus on suurin sallittu jännitystaso, joka edeltää näytteen murtumista . Se on määritettävä näytteestä, joka on virheetön, kooltaan pieni ja puhdas. Puun puristuslujuuden määrittämiseksi tarvitaan prisman muotoinen näyte.

Muotoiltavuus on kyky kestää lyhytaikaisia kuormituksia muuttamatta alkuperäistä muotoaan . Joustavuutensa ansiosta puu pystyy palaamaan alkuperäiseen muotoonsa lyhytaikaisten kuormitusten jälkeen. Joustomoduuli lasketaan käyttämällä erityistä kaavaa. Puu on rakenteeltaan sellainen, että se voi muodonmuuttua jatkuvassa kuormituksessa. On tärkeää tietää tarkasti sekä lujuusindeksi ja lisävastuksen raja että kestävyysraja (näytteille, jotka altistuvat vaihteleville kuormille).

Yhden lajin vertaamiseksi toiseen on tarpeen tietää eri puulajien mekaanisille ominaisuuksille ominaiset erityispiirteet. Esimerkiksi havupuilla on suurempi ominaislujuus kuin lehtipuilla. Niissä on myös korkeampi jäykkyysindikaattori, mutta kaikki muut erityisominaisuudet ovat alhaisemmat.

Lajien yleiskatsaus

Puulajeja on paljon, kun valitaan materiaali rakentamiseen tai jalostamiseen, on otettava huomioon kunkin yksilölliset ominaisuudet ja ominaisuudet. Puu on jaettu paitsi tunnettuihin lehti- ja havulajien ryhmiin . Esimerkiksi puulla on luokitus värin mukaan. Puun värit vaihtelevat lajista riippuen. Puun väri riippuu useista tekijöistä. Tämä on rotu, ikä, nopeus, jolla puu kasvaa, sekä sen sisältämien väriaineiden määrä.

Kirkkaus liittyy myös suoraan jälkimmäiseen tekijään . Puun sahapuu (ulompi osa, joka sisältää eläviä soluja), sävy on aina vaaleampi kuin ytimen. Ydinosassa, johon tanniinit ja hartsit ovat keskittyneet, sävy on paljon tummempi. Siten sydänpuussa puu on tummempaa, havupuussa vaaleaa.

Ensimmäisiin kuuluvat lehtikuusi, mänty, tuhka. Toinen, kapea ydin - koivu, päärynä, lehmus, leppä. Luetelluista koivulla on täysin valkoinen puun sävy, kun taas muilla on erittäin vaalea puumainen . Tämä johtuu myös siitä, että tärkkelystä on havupuussa. Sappuuta käytetään parkettilautojen valmistukseen.

Havupuista valmistetaan puutavaraa ja muita rakennuskomponentteja . Niissä on kevyt ja helposti käsiteltävä rakenne. Venäjällä kasvaa suuri määrä havupuita. Mitä tulee kovapuisiin, niitä käytetään huonekalujen ja kalusteiden luomiseen.

Joillakin puulajeilla on suurempi arvo, niitä kutsutaan arvokkaiksi . Arvo on siinä, että näillä kivillä on paljon suurempi lujuus, ne kestävät pidempään ja niillä on ainutlaatuinen kuvio. Näitä lajikkeita käytetään kauniiden eliittihuonekalujen, parkettilautojen, ovien ja muiden sisustuselementtien luomiseen. Ne kaikki maksavat huomattavasti enemmän kuin saman luokan perinteiset tuotteet. Kotimaisia arvokkaita lajeja ovat kirsikka, tammi, päärynä, ruusupuu sekä valkoinen tai holly vaahtera.

Puu erottuu myös likviditeetin ja epälikviditeetin merkkeistä

• Nestemäinen puu - sitä käytetään kotitaloustarpeisiin. Nestemäinen puu koostuu kaupallisesta puusta ja polttopuusta. Kaupallinen puu puolestaan sisältää pyöreää ja hakkettua puuta, mutta ei polttopuuta. Teollisen puun koostumuksessa erotetaan myös tekniset sirut ja kantohartsi.
• Epälikvidi puu - sellaista, jota ei voida käyttää taloudellisiin tarkoituksiin, koska se on menettänyt tekniset ominaisuutensa luonnon- tai käsittelyvirheiden vuoksi.

Kuitupuuta kutsutaan pyöreäksi tai pilkotuksi lajikkeeksi, josta valmistetaan selluloosaa tai puumassaa. Tällaisen puun laatu määräytyy lajikkeen (joita on kolme) sekä tuoreuden mukaan.

Virheiden kuvaus

Puun vikoja kutsutaan niiden puutteiksi. Tämä koskee koko runkoa ja sen yksittäisiä osia. Virheen on väistämättä heikennettävä puun laatua ja rajoitettava sen käyttöä. Kaikentyyppiset viat ja viat on lueteltu GOST 2140-81 . Kaikki, mikä poikkeaa puun normaalista rakenteesta, katsotaan vikaksi.

Virheet ovat luonnollisia, joita syntyy riippumatta ihmisen tahdosta (altistuminen ilmastollisille tekijöille, linnuille, hyönteisille, jyrsijöille, bakteereille jne.)

Virheet voivat olla sekä ehdollisia että ehdottomia. Tällaista vikaa pidetään ehdottomana, mikä heikentää merkittävästi puutavaran, kuten lahon tai sienen, laatua . Solmut ovat yleisin vika, mutta myös puun rakenteelliset viat ovat yleisiä. Rypytettyä runkoa voidaan käyttää esimerkiksi alkuperäiseen sisustukseen, mutta se ei lakkaa olemasta pahe. Sallittu koostumus sisältää enintään kaksi solmua puun pituuden metriä kohti, kun taas solmujen on oltava terveitä.

Käsittelyvirheisiin kuuluvat kaikki, mikä vahingoitti puuta mekaanisen iskun aikana .eli sahaus, korjuu, varastointi, varastointi, kuljetus jne. Puu kärsii useimmiten mekaanisten vaikutusten seurauksena ja hankkii haittoja, joita sillä ei alun perin ollut.

Sovellukset

Puuta käytetään monilla teollisuuden aloilla, ja se on yksi ympäristöystävällisimmistä ja samalla edullisimmista materiaaleista.

Kuten polttoaine

Viime vuosikymmenet ovat osoittaneet uusiutuvien mineraalien ja luonnonvarojen käytön tärkeyden. Jälkimmäinen sisältää polttoaineena käytettävät polttopuut. Polttopuun käytön kasvu tilojen lämmitykseen on kirjattu ympäri maailmaa, eikä Venäjä ole poikkeus . Polttoainepellettejä (-pellettejä) ja polttoainebrikettejä valmistetaan lähes kaikilla maan alueilla, joilla on metsiä - riippumatta siitä, ovatko ne havupuita vai lehtipuita. Myös hiilestä tuli yhtäkkiä suosittu, vaikka se oli aiemmin ansaitsemattomasti unohdettu. Nyt sitä käytetään laajalti jokapäiväisessä elämässä ja työssä.

Puuta on kuitenkin mahdotonta käyttää polttoaineena ja energianlähteenä ilman rajoituksia. On olemassa valtava määrä laillisesti vahvistettuja sääntöjä ja vaatimuksia, joiden yhteydessä kansalaiset eivät voi vain korjata polttopuita edes henkilökohtaisiin tarpeisiin. Polttopuita voi ostaa vain organisaatioilta, joilla on lupa tällaiseen toimintaan, kuten hakkuisiin ja hakkuisiin.

Raaka -aineena

Maalaistalot on nykyään valtaosassa tapauksissa rakennettu puusta. Puun edut ovat kiistattomat: se on ympäristöystävällinen, luonnollinen, ulkonäöltään houkutteleva ja mahdollistaa monenlaisten mallien luomisen - klassisesta venäläisestä mökistä alppimajaan. He rakentavat puusta paitsi taloja, myös kylpyjä, saunoja, huvimajoja . Puuta käytetään asuntorakentamisessa ja kantavissa rakenteissa, palkeissa, katoissa. Maaseudun siirtokunnissa pieniä taloja rakennetaan edelleen puusta - 2 tai 4 omistajalle.

Puutyöteollisuus pyrkii nyt lisäämään sahatavaran vastustuskykyä kosteudelle, tulelle, lujuudelle ja myös parantamaan puun ja lautojen rakennusmääräysten noudattamista . Mutta samalla puun pitäisi pysyä luonnollisena, hengittävänä materiaalina, säilyttää ainutlaatuinen kuvio ja luontainen aromi. Uusia jalostus- ja rakennustekniikoita ilmestyy jatkuvasti, esimerkiksi talojen rakentaminen kaksinkertaista puutekniikkaa käyttäen on suhteellisen uusi ilmiö, joka on vain saamassa suosiota Venäjällä.

Rakentamisen lisäksi puuta käytetään laajalti huonekalujen valmistusmateriaalina . - sohvat, tuolit, pöydät, vaatekaapit ja paljon muuta. Portaat, kaiteet, nauhat, kaiteet, puutarhan polut ja jalkakäytävät sekä muut maisemasuunnittelun ja rakennusten koriste -elementit on tehty puusta.

Käsityömateriaalina

Sekä harrastajat että ammattilaiset harjoittavat nykyään taidetta. Puuta käytetään käsitöissä eri muodoissaan - sahanpurusta ja -laatoista tankoihin ja parkettilaudoihin. Käsityöläiset, joilla on kultaiset kädet ja puulaatikot tai kuormalavat, luovat Adirondack -puutarhatuolin, joka näyttää huonommalta kuin tehdas . Leikkauksista saadaan molemmat puutarhan alkuperäiset kävelyreitit sekä upeat leikkuulaudat tai palapelillä poltetut kuvat.

Käsittely

Vaikka puu on uusiutuva luonnonvara, metsän toipuminen kestää useita vuosikymmeniä. Metsäkato ja metsäpalot vaikuttavat kielteisesti ilmasto- ja ympäristöolosuhteisiin ja vähentävät käytettävissä olevien resurssien määrää . Siksi puu kierrätetään, jotta sitä voidaan käyttää uudelleen tuotannossa ja käsitellä syntynyttä jätettä.

Hyödyntämällä puun käsittelyssä syntyvät jätteet ja jätteet voidaan säästää suuri määrä metsää.

Puu voidaan jakaa liike- ja muuhun . Ensimmäinen sisältää esimerkiksi laatat ja satulalaudat. Toinen sisältää viilua ja laattoja, tarkemmin sanoen niiden jäänteitä, sahaleikkauksia, erilaisia puusepän paloja ja palasia sekä kuorta, sahanpurua, lastuja ja pölyä. Kaupallista puuta käytetään uusien tuotteiden luomiseen. Muu kuin liiketoiminta kerätään, käsitellään edelleen ja hävitetään. Ei-kaupallisen puun osalta kehitetään ja etsitään käsittelytapoja. Esimerkiksi lastut ja sahanpuru puristetaan, minkä jälkeen niistä tehdään kissanhiekkaa.