Vad är trä och hur är det?

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?

Trä är en naturlig råvara som används för tillverkning av olika slags produkter och strukturer. Om vi ​​talar om detta material ur fysikens synvinkel, är trä en växtvävnad som består av celler som fäster vid varandra med hög densitet. På grund av detta är trädets struktur tät och motståndskraftig. Trädceller (som alla andra levande celler) har ett skal. Den innehåller cellulosa, vilket gör träet så tåligt. Cellerna är formade som ett rör - långa och smala, så de fick namnet fibrer.

Trä har förmågan att hålla värmen. Detta beror på närvaron av tomrum mellan celler - det är de som fångar värme och ackumulerar den. Inkonsekvent styrka och vikt är relaterade till storleken på fibrerna. Ju tjockare de är, desto mer hållbart är träet.

Det är lättare att hugga ved i den riktning som fibrerna ligger. Det är lättare att bearbeta trä av de arter där de ligger parallellt. Lönnträd är svårare att bearbeta, eftersom strukturen av lönn har en tät sammanvävning av fiberceller. Men inte bara cellulosa finns i träceller. De innehåller också en mycket komplex och mystisk substans som kallas lignin. Tack vare honom är fibrerna anslutna till varandra. Forskare har ännu inte lyckats härleda den kemiska formeln för lignin, den är så komplex.

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

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

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

• utseende;
• fuktighetsnivå och allt relaterat till dess förändringar;
• värmeledningsförmåga och värmeretention;
• elektrisk konduktivitet;
• ljudisolering och allt som är kopplat till det;
• förändringar som materialet får efter exponering för elektromagnetisk strålning.

Utseendet formas av komponenter som färg, glans, textur och makrostruktur. 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 oerhört viktigt för trä.De styrs av det när de väljer rasen som rummet kommer att dekoreras med, från vilken möbler, musikinstrument, dekorativ och tillämpad genre kommer att göras, etc.

Färgen på ett träd beror på många faktorer - ras, ålder, region och klimat i området där det växer. Färgen kan mycket väl förändras under inverkan av vind, sol, svampinfektion, samt fukt, speciellt om trädet har legat i vatten länge. Men många raser har en unik ton som lätt kan kännas igen av en specialist. Glans är egenskapen hos ett träd att reflektera en ström av ljus. Hos vissa raser är glansen starkare, hos vissa är den svagare. Av de arter som växer i Ryssland finns den starkaste glansen i ek, bok, samt i träd som vit akacia.

Texturen är inget annat än en teckning av ett träd. Det blir synligt efter att de anatomiska elementen skärs (årsringar, kärnans strålar, kärl). Efter växtringarnas bredd och innehållet av senved görs en bedömning av hur hög kvalitet det är. Trädringens bredd är antalet lager i en centimeter, nedlagda i radiell riktning i slutet av träet.

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 ledningsförmåga 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 kan hittas i fibrernas hålighet och i utrymmet mellan cellerna. Den andra är i cellens struktur, den hålls av fysikalisk-kemiska bindningar. Om fritt vatten avlägsnas från trä ganska lätt, är bundet vatten mycket svårare att ta bort. Om virket ändrar form under torkning, sågning eller lagring kallas detta för skevning. Oavsett vad det orsakas leder det till utseendet på trädefekter, därför måste det lagras och bearbetas i enlighet med tekniken.

Trä har egenskaper som fuktupptagning och svällning (som en konsekvens). Detta bör beaktas när du arbetar med honom. Det är inte alltid negativt, till exempel i kar eller fat, egenskapen hos trä att svälla och öka i storlek, på grund av detta ökar tätheten av vidhäftning av träelement till varandra.

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

Permeabilitetsindexet betyder hur mycket av ett flytande eller gasformigt ämne trä kan passera under påverkan av tryck på det. Separat, bland de fysiska egenskaperna hos trä, urskiljs termiska egenskaper, som inkluderar värmekapacitet, förmågan att leda värme och expandera under dess inflytande, såväl som förmågan att leda temperatur. Trädet har egenskapen elektrisk ledningsförmåga, det vill säga en elektrisk ström passerar genom det. Ju torrare veden är desto sämre leder den elektricitet och vice versa.

Denna kategori av träegenskaper inkluderar parametrar som hårdhet, slitstyrka, seghet, retention av olika typer av fästelement och förmågan att bearbeta materialet med skärande verktyg. Slagseghet är träets egenskap att absorbera kraften som appliceras på det under stöten utan att ändra materialets struktur. Hög viskositet gör att det krävs mycket kraft för att bryta provet.

Hårdhet hänvisar till 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 motståndskraft mot slitage under dess friktion mot en yta med en slipande beläggning. Det finns en speciell formel för att beräkna nötningsgraden.

Trä är kapabelt till motstånd under verkan av krafter som appliceras på det, det vill säga det har mekaniska egenskaper. Dessa inkluderar styrka, motståndskraft mot deformation, tekniska och operativa egenskaper. Träets mekaniska egenskaper bestäms i tester som spänning, kompression, böjning och skjuvning. Trä klassas som anisotropt material, vilket innebär att det har olika egenskaper åt olika håll.

Sluthållfasthet är den maximalt tillåtna spänningsnivån som föregår början av brottet på provet. Det ska bestämmas på ett prov som är fritt från defekter, litet till storleken och rent. För att bestämma träets tryckhållfasthet behöver du ett prov som har en prismatisk form.

Deformerbarhet är förmågan att motstå kortvariga belastningar utan att ändra den ursprungliga formen. På grund av sin elasticitet kan trä återgå till sin ursprungliga form efter kortvariga belastningar. Elasticitetsmodulen beräknas med hjälp av en speciell formel. Träets struktur är sådan att det kan deformeras under konstant belastning. Det är viktigt att veta exakt både hållfasthetsindexet och gränsen för ytterligare motstånd, såväl som uthållighetsgränsen (för prover som utsätts för växlande belastningar).

Det finns många träslag, när man väljer material för konstruktion eller bearbetning bör man ta hänsyn till de individuella egenskaperna och egenskaperna hos varje. Trä delas inte bara in i välkända grupper av löv- 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, samt mängden färgämnen det innehåller.

Ljusstyrkan är också direkt relaterad till den senare faktorn. Trädets splintved (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 är träet mörkare i kärnved, i splintved är det ljust.

De förra inkluderar lärk, tall, ask. Den andra, med en smal kärna - björk, päron, lind, al. Av de listade har björk en helt vit tränyans medan resten har en mycket ljus träig. Detta beror också på att stärkelse finns i splintveden. Splintved används för tillverkning av parkettskivor.

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

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

Trä kännetecknas också av tecken på likviditet och illikviditet.

• Flytande trä - den används för hushållsbehov. Flytande virke består av handelsvirke och ved. Handelsvirke omfattar i sin tur rundvirke och flisvirke, men inte ved. I sammansättningen av industriellt trä urskiljs också tekniska chips och stubbharts.
• Illflytande trä - en som inte kan användas för ekonomiska ändamål på grund av att den har förlorat sina tekniska egenskaper på grund av naturliga defekter eller bearbetningsfel.

Defekterna av trä kallas de defekter som det har. Detta gäller hela stammen och dess individuella element. Felet måste nödvändigtvis försämra kvaliteten på träet, vilket begränsar möjligheten att använda det. Alla typer av defekter och defekter är listade i GOST 2140-81. Allt som avviker från träets normala struktur anses vara ett fel.

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

Laster kan vara både villkorade och ovillkorliga. En sådan defekt anses ovillkorlig, vilket avsevärt minskar kvaliteten på virke, såsom röta eller svamp. Kvistar är den vanligaste defekten, men strukturella defekter i trä är också vanliga. Den knotiga stammen kan användas till exempel för originaldekor, men det upphör inte att vara ett skruvstäd. Sammansättningen av tillåtet omfattar högst två knop per en meter virkeslängd, medan knutarna måste vara friska.

Defekter i bearbetningen omfattar 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 drabbas oftast och får nackdelar som det från början inte hade.

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

De senaste decennierna har visat vikten av att använda förnybara mineraler och resurser. I det senare ingår ved som används som bränsle. Tillväxten i 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 skog - oavsett om det är barr- eller lövträd. Träkol blev också plötsligt populärt, även om det tidigare oförtjänt glömdes bort. Nu används det flitigt i vardagen och på jobbet.

Lanthus i den överväldigande majoriteten av fallen idag är uppförda 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 alpin stuga. De bygger av trä inte bara hus, utan också bad, bastur, lusthus. Trä används i bostadsbyggande och i bärande konstruktioner, balkar, tak. På landsbygden byggs fortfarande låghus av trä - för 2 eller 4 ägare.

Träbearbetningsindustrin strävar nu efter att öka motståndskraften mot fukt, brand, styrka hos sågade trävaror, samt förbättra träets och skivornas överensstämmelse med byggnormerna. Men samtidigt bör trä förbli ett naturligt, andningsmaterial, behålla ett unikt mönster och sin inneboende arom. Ny bearbetnings- och konstruktionsteknik dyker ständigt upp, till exempel är byggandet av hus med dubbelträteknik ett relativt nytt fenomen som bara vinner popularitet i Ryssland.

Förutom konstruktion används trä i stor utsträckning som ett strukturellt material 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.

Både amatörer och proffs ägnar sig åt konsthantverk idag. Trä används till hantverk i dess mest varierande former – från sågspån och plattor till stänger och parkettskivor. Hantverkare med gyllene händer och från trälådor eller pallar kommer att skapa en trädgårdsstol - Adirondack, som inte kommer att se värre ut än en fabrik. Från snitten erhålls både ursprungliga gångvägar i trädgården, samt magnifika skärbrädor eller bilder brända med en sticksåg.

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 av den resurs som är tillgänglig för användning. Därför återvinns trä för att kunna återanvända det i produktionen, samt för att bearbeta det resulterande avfallet.

Trä kan delas in i affärer och icke affärer. Den första inkluderar till exempel plattan och undersadelbrädor. Den andra omfattar faner och plattor, närmare bestämt deras rester, sågsnitt av stockar, olika bitar och skrot från snickeriverksamhet, och bark, sågspån, spån och damm hänvisas också till icke-yrkesmässigt virke. Kommersiellt trä används för att skapa nya produkter. Icke-verksamhet är föremål för insamling, ytterligare behandling och efterföljande kassering. Även när det gäller icke-kommersiellt trä pågår utveckling och sökande efter sätt att bearbeta. Till exempel komprimeras spån och sågspån, varefter de används för att göra kattsand.