چوب: آن چیست و با چه ویژگی هایی متمایز می شود؟ ساختار و بافت ، انواع و عملکرد ، رنگ. ترکیب شیمیایی شامل چه مواردی است؟ کاربرد

2024 نویسنده: Beatrice Philips | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-18 12:10

چوب عملکردهای زیادی دارد - از آن برای ساخت خانه و ساخت مبلمان استفاده می شود ، اتاق ها را با آن گرم می کند ، همه جا ما را احاطه کرده است. اما چوب از نظر فیزیک یا مکانیک چیست؟ چگونه می توان از آن استفاده کرد و چه اشکالاتی دارد؟

آن چیست؟

چوب را مواد اولیه طبیعی می نامند که برای تولید انواع محصولات و سازه ها مورد استفاده قرار می گیرد. اگر از نظر فیزیک در مورد این ماده صحبت کنیم ، چوب یک بافت گیاهی است ، متشکل از سلول هایی که با چگالی بالا به یکدیگر می چسبند . به همین دلیل ، ساختار درخت متراکم و مقاوم است. سلول های درختی (مانند هر سلول زنده دیگر) دارای پوسته ای هستند. حاوی سلولز است که باعث می شود چوب بسیار مقاوم باشد. سلول ها به شکل لوله هستند - بلند و باریک ، به همین دلیل نام الیاف بر روی آنها گذاشته شد.

چوب قابلیت حفظ گرما را دارد . این به دلیل وجود حفره بین سلول ها است - این آنها هستند که گرما را به دام می اندازند و آن را تجمع می دهند. استحکام و وزن ناسازگار به اندازه الیاف مربوط می شود. هرچه ضخامت آنها بیشتر باشد ، دوام چوب بیشتر است.

خرد کردن چوب در جهتی که الیاف در آن قرار دارد آسان تر است. پردازش چوب آن دسته از گونه هایی که به طور موازی در آنها قرار دارند آسان تر است . پردازش درختان افرا دشوارتر است ، زیرا ساختار افرا در هم تنیده نزدیکی از سلولهای فیبر دارد. اما نه تنها سلولز در سلولهای چوبی یافت می شود. آنها همچنین دارای یک ماده بسیار پیچیده و اسرارآمیز به نام لیگنین هستند. به لطف او ، الیاف به یکدیگر متصل می شوند. دانشمندان هنوز نتوانسته اند فرمول شیمیایی لیگنین را استنباط کنند ، زیرا بسیار پیچیده است.

چوب دارای سایه و بوی منحصر به فردی است که آن را از سایر مواد متمایز می کند . هر دو به دلیل وجود در ترکیب رزین ها ، روغن ها ، در مخروط ها - صمغ ها و سایر مواد است. همین عناصر به مبارزه چوب با پوسیدگی کمک می کند. چوب به دو گونه تقسیم می شود - برگریز و مخروطی. هر دو گروه بسیار بزرگ هستند. گروه جداگانه ای متمایز است - درختان تک لپه ، که شامل درخت نخل ، بامبو است.

برخی از نژادها ارزشمندتر از بقیه هستند. ارزش با ویژگی هایی مانند استحکام ، دوام و وجود بافت اصلی - یک الگو ، افزایش می یابد. گونه های ارزشمند شامل بلوط ، گیلاس ، چوب راش و برخی دیگر است.

خواص اولیه

همه ویژگی های چوب به سه گروه بزرگ فیزیکی ، تکنولوژیکی و مکانیکی تقسیم می شوند.

فیزیکی

به آن دسته از خواصی که در طول آزمایش منجر به تغییر در ترکیب شیمیایی چوب نمی شود ، فیزیکی می گویند. اینها شامل ویژگی های زیر است:

• ظاهر؛
• سطح رطوبت و همه چیز مربوط به تغییرات آن ؛
• هدایت حرارتی و حفظ گرما ؛
• رسانایی الکتریکی؛
• عایق صدا و همه چیز مرتبط با آن ؛
• تغییراتی که مواد پس از قرار گرفتن در معرض تابش الکترومغناطیسی به دست می آورند.

اجزایی مانند رنگ ، براق ، بافت و ساختار کل شکل ظاهری را تشکیل می دهند . رنگ را حس بصری می نامند که پس از انعکاس جریان نور از درخت ، یا به عبارت بهتر ، از ترکیب طیفی این بازتاب ، باقی می ماند. رنگ برای چوب بسیار مهم است. آنها هنگام انتخاب نژادی که اتاق با آن تزئین می شود ، مبلمان ، آلات موسیقی ، ژانر تزئینی و کاربردی و غیره از آن انتخاب می شوند.

رنگ درخت به عوامل زیادی بستگی دارد - نژاد ، سن ، منطقه و آب و هوای منطقه ای که در آن رشد می کند. رنگ ممکن است تحت تأثیر باد ، خورشید ، عفونت قارچی و رطوبت تغییر کند ، به ویژه اگر درخت به مدت طولانی در آب بوده است . اما بسیاری از نژادها دارای لحن منحصر به فردی هستند که به راحتی توسط متخصص تشخیص داده می شود. درخشندگی خاصیت درخت برای انعکاس جریان نور است. در بعضی از نژادها درخشندگی قوی تر و در برخی دیگر ضعیف تر است. از گونه هایی که در روسیه رشد می کنند ، قوی ترین درخشش در چوب بلوط ، راش و همچنین در درختانی مانند اقاقیای سفید است.

بافت چیزی بیشتر از طراحی یک درخت نیست . پس از برش عناصر آناتومیک (حلقه های سالانه ، اشعه های هسته ، عروق) قابل مشاهده می شود. با توجه به عرض حلقه های رشد و محتوای چوب دیررس ، ارزیابی کیفیت بالای آن انجام می شود. عرض حلقه رشد تعداد لایه های موجود در یک سانتی متر است که به صورت شعاعی در انتهای چوب قرار گرفته اند.

به منظور درک میزان رطوبت موجود در چوب ، ما ویژگی ای مانند رطوبت را معرفی کردیم. به صورت درصد بیان می شود: جرم آب در چوب تا جرم چوب کاملاً خشک شده.

با روشهای مستقیم یا غیر مستقیم اندازه گیری می شود. ساده ترین و مطمئن ترین روش برای اندازه گیری میزان رطوبت چوب ، خشک کردن آن است . زمان می برد ، اما پاسخ دقیق است. در مورد روشهای غیر مستقیم ، سرعت آنها به طور قابل توجهی بیشتر است. به عنوان مثال ، اندازه گیری با رطوبت سنج الکتریکی رسانایی نشان می دهد که یک درخت چقدر آب دارد و هدایت الکتریکی آن چقدر است. اما دقت چنین روش هایی کم است - حداکثر 30 ، و سپس فقط در جایی که سوزن برای اندازه گیری وارد شده است.

آب درخت می تواند آزاد و محدود باشد . اولین مورد را می توان در حفره فیبرها و در فضای بین سلول ها یافت. مورد دوم در ساختار سلول است ، توسط پیوندهای فیزیکوشیمیایی نگه داشته می شود. اگر آب رایگان به راحتی از چوب خارج شود ، حذف آب بسته شده بسیار دشوارتر است. اگر چوب در حین خشک شدن ، اره کشی یا ذخیره سازی تغییر شکل دهد ، به آن warpage گفته می شود. هر چه که ایجاد شود ، منجر به بروز نقص چوب می شود ، بنابراین ، باید مطابق با تکنولوژی ذخیره و پردازش شود.

چوب دارای خواصی مانند جذب رطوبت و تورم (در نتیجه) است . هنگام کار با او باید به این نکته توجه شود. همیشه منفی نیست ، به عنوان مثال ، در مخازن یا بشکه ها ، خاصیت متورم شدن چوب و افزایش اندازه آن ، به همین دلیل ، چگالی چسبندگی عناصر چوبی به یکدیگر را افزایش می دهد.

چوب دارای چگالی بر حسب کیلوگرم بر متر مکعب (یا گرم بر سانتی متر مکعب) است . چوبهای مختلف دارای چگالی یکسانی از چوب هستند (1.53 گرم در سانتی متر مکعب) ، اما چگالی متفاوتی از چوب کاملاً خشک شده دارند. چگالی های مختلفی وجود دارد - چوب مرطوب دارای یک چگالی و چوب خشک دارای چگالی دیگری است. درخت دارای مشخصه ای مانند تخلخل است ، یعنی میزان پر شدن حفره های خالی با هوا. تخلخل سنگهای مختلف بین 40 تا 80 درصد متغیر است.

شاخص نفوذ پذیری به این معناست که چوب چقدر مایع یا گازی قادر است تحت تأثیر فشار بر روی آن عبور کند. به طور جداگانه ، در میان خواص فیزیکی چوب ، خواص حرارتی متمایز می شود که شامل ظرفیت حرارتی ، توانایی هدایت گرما و گسترش تحت تأثیر آن و همچنین قابلیت هدایت دما است. درخت دارای خاصیت هدایت الکتریکی است ، یعنی یک جریان الکتریکی از آن عبور می کند . هرچه چوب خشک تر باشد ، جریان الکتریسیته بدتر است و برعکس.

تکنولوژیکی

این دسته از خواص چوب شامل پارامترهایی مانند سختی ، مقاومت در برابر سایش ، چقرمگی ، حفظ انواع مختلف اتصال دهنده ها و توانایی پردازش مواد با ابزار برش است. چقرمگی ضربه خاصیت چوب برای جذب نیروی وارد شده به آن در هنگام ضربه بدون تغییر در ساختار مواد است . ویسکوزیته بالا به این معنی است که برای شکستن نمونه نیروی زیادی لازم است.

سختی به توانایی چوب برای مقاومت در برابر بدن سخت تر در هنگام فشار اشاره دارد . سخت ترین ماده برای آزمایش چوب و سختی فولاد است. سختی با استفاده از مقیاس نیروی متر تعیین می شود. مقاومت سایش چوب با خاصیت مقاومت آن در برابر سایش در حین اصطکاک در برابر سطحی با پوشش ساینده نشان داده می شود. فرمول خاصی برای محاسبه میزان سایش وجود دارد.

قابلیت خم شدن چوب برای گونه های مختلف درخت متفاوت است. بهترین پیچ ها خاکستر ، بلوط ، راش ، بدتر - مخروط ها هستند. چوب نه تنها خم می شود ، بلکه می تواند تقسیم شود. اگر میخ را به لبه نزدیک کنید ، ویژگی منفی است و اگر چوب را خرد کنید ، مثبت خواهد بود.

مکانیکی

چوب تحت تأثیر نیروهایی که به آن وارد می شود قادر به مقاومت است ، یعنی دارای خواص مکانیکی است. اینها شامل مقاومت ، مقاومت در برابر تغییر شکل ، ویژگی های تکنولوژیکی و عملیاتی است. خواص مکانیکی چوب در آزمایشاتی مانند کشش ، فشرده سازی ، خمش و برش تعیین می شود .چوب به عنوان مواد ناهمسانگرد طبقه بندی می شود ، به این معنی که خواص متفاوتی در جهات مختلف دارد.

استحکام نهایی حداکثر سطح تنش مجاز است که قبل از شروع شکستگی نمونه انجام می شود . باید بر روی نمونه ای عاری از عیب ، اندازه کوچک و تمیز تعیین شود. برای تعیین مقاومت فشاری چوب ، به نمونه ای نیاز دارید که شکل منشوری داشته باشد.

تغییر شکل پذیری توانایی مقاومت در برابر بارهای کوتاه مدت بدون تغییر شکل اصلی است . چوب به دلیل خاصیت کشسانی ، قادر است پس از بارهای کوتاه مدت به حالت اولیه خود بازگردد. مدول الاستیک با استفاده از یک فرمول خاص محاسبه می شود. ساختار چوب به گونه ای است که می تواند تحت بارهای ثابت تغییر شکل دهد. مهم است که دقیقاً هم شاخص قدرت و هم حد مقاومت اضافی و همچنین حد استقامت (برای نمونه های در معرض بارهای متناوب) را بدانید.

برای مقایسه یک گونه با گونه دیگر ، لازم است ویژگی های خاص ذاتی در خواص مکانیکی انواع مختلف چوب را بدانید. به عنوان مثال ، درختان مخروطی دارای قدرت ویژه بالاتری نسبت به درختان برگریز هستند. آنها همچنین دارای شاخص سختی بالاتری هستند ، اما سایر ویژگی های خاص پایین تر هستند.

مروری بر گونه ها

بسیاری از گونه های چوب وجود دارد ، هنگام انتخاب مواد برای ساخت یا پردازش ، باید ویژگی ها و ویژگی های فردی هر یک را در نظر گرفت. چوب نه تنها به گروه های شناخته شده از گونه های برگریز و مخروطی تقسیم می شود .به عنوان مثال ، طبقه بندی چوب بر اساس رنگ وجود دارد. بسته به گونه ، رنگ چوب متفاوت است. رنگ درخت به عوامل مختلفی بستگی دارد. این نژاد ، سن ، سرعت رشد درخت ، و همچنین میزان رنگ های موجود در آن است.

روشنایی نیز به طور مستقیم با عامل دوم مرتبط است .چوب درخت شیره درخت (قسمت بیرونی ، که حاوی سلول های زنده است) ، تن همیشه روشن تر از صدای هسته است. در قسمت اصلی ، که تانن ها و رزین ها در آن غلیظ هستند ، سایه بسیار تیره تر است. بر این اساس ، در چوب قلب ، چوب تیره تر است ، در چوب شیره ، روشن است.

اولی شامل کاج ، کاج ، خاکستر است. دوم ، با یک هسته باریک - توس ، گلابی ، چوب کوهی ، توسکا. از بین موارد ذکر شده ، توس دارای سایه چوبی کاملاً سفید است ، در حالی که بقیه دارای چوبی بسیار روشن هستند . این نیز به این دلیل است که نشاسته در چوب درخت شیره وجود دارد. از چوب ساپور برای تولید تخته پارکت استفاده می شود.

از مخروط ها برای ایجاد چوب و سایر اجزای ساختمان استفاده می شود . آنها دارای ساختار سبک و قابل حمل هستند. تعداد زیادی از درختان مخروطی در روسیه رشد می کنند. در مورد چوب های سخت ، از آنها برای ایجاد مبلمان و اثاثیه استفاده می شود.

برخی از گونه های درختی ارزش بالاتری دارند ، به آنها ارزشمند گفته می شود . ارزش در این واقعیت نهفته است که این سنگها از استحکام بسیار بالاتری برخوردارند ، طول عمر بیشتری دارند و الگوی منحصر به فردی دارند. از این گونه ها برای ایجاد مبلمان زیبا ، تخته پارکت ، درها و سایر وسایل دکور استفاده می شود. همه آنها به طور قابل توجهی بیشتر از محصولات معمولی در یک گروه هزینه می کنند. گونه های با ارزش داخلی شامل گیلاس ، بلوط ، گلابی ، چوب گل رز و همچنین چوب افرا سفید یا گل مقدس است.

چوب همچنین با علائم نقدینگی و نقدشوندگی متمایز می شود

• چوب مایع - برای نیازهای خانگی استفاده می شود. چوب مایع شامل چوب تجاری و هیزم است. به نوبه خود ، چوب تجاری شامل چوب گرد و خرد شده است ، اما شامل هیزم نمی شود. در ترکیب چوب صنعتی ، تراشه های تکنولوژیکی و رزین کنده نیز متمایز می شوند.
• چوب غیر مایع - یکی که نمی تواند برای اهداف اقتصادی استفاده شود زیرا به دلیل نقص های طبیعی یا نقص های پردازشی ، کیفیت فنی خود را از دست داده است.

Pulpwood به مجموعه ای گرد یا خرد شده گفته می شود که سلولز یا تفاله چوب از آن تولید می شود. کیفیت چنین چوبی با تنوع (که سه عدد از آنها وجود دارد) و همچنین طراوت تعیین می شود.

شرح رذایل

عیوب چوب به آن عیوب گفته می شود. این امر در مورد کل تنه و عناصر جداگانه آن صدق می کند. این نقص باید کیفیت چوب را پایین بیاورد و امکان استفاده از آن را محدود کند. همه انواع نقص و نقص در GOST 2140-81 ذکر شده است .هر چیزی که از ساختار معمولی چوب منحرف شود ، عیب محسوب می شود.

رذایل طبیعی هستند که بدون در نظر گرفتن اراده فرد بوجود می آیند (قرار گرفتن در معرض عوامل آب و هوایی ، پرندگان ، حشرات ، جوندگان ، باکتری ها و غیره) ، و نقایصی در پردازش وجود دارد که شامل آن عیوب ناشی از پردازش ، ذخیره یا ذخیره سازی نامناسب مواد می شود.

رذایل می تواند هم مشروط و هم بدون قید و شرط باشد. چنین نقصی بدون قید و شرط در نظر گرفته می شود ، که به طور قابل توجهی کیفیت چوب ، مانند پوسیدگی یا قارچ را کاهش می دهد . گره ها شایع ترین نقص هستند ، اما اشکالات ساختاری در چوب نیز شایع است. برای مثال ، می توان از تنه غلتکی برای دکوراسیون اصلی استفاده کرد ، اما از بدل شدن دست بر نمی دارد. ترکیب مجاز شامل بیش از دو گره در یک متر طول چوب نیست ، در حالی که گره ها باید سالم باشند.

نقص در پردازش شامل همه مواردی است که در اثر ضربه مکانیکی به چوب آسیب می رساند .، یعنی - اره ، برداشت ، انبارداری ، ذخیره سازی ، حمل و نقل ، و غیره. در نتیجه ضربه مکانیکی ، چوب بیشتر متحمل آسیب می شود و معایبی را بدست می آورد که در ابتدا نداشت.

برنامه های کاربردی

چوب در بسیاری از زمینه های صنعت استفاده می شود و یکی از مصالح سازگار با محیط زیست و در عین حال ارزان است.

مثل سوخت

دهه های گذشته اهمیت استفاده از منابع معدنی و منابع تجدیدپذیر را نشان داده است. دومی شامل هیزم مورد استفاده به عنوان سوخت است. رشد استفاده از هیزم برای گرمایش محلات در سراسر جهان ثبت شده است و روسیه نیز از این قاعده مستثنی نیست . گلوله های سوختی (گلوله) و بریکت های سوخت تقریباً در تمام مناطق کشور که جنگل وجود دارد - صرف نظر از سوزنی برگ یا برگریز - ساخته می شود. زغال چوب نیز به طور ناگهانی محبوب شد ، اگرچه قبلاً به طور نامحدود فراموش شده بود. در حال حاضر به طور گسترده ای در زندگی روزمره و محل کار استفاده می شود.

اما استفاده از چوب به عنوان سوخت و منبع انرژی بدون هیچ محدودیتی غیرممکن است.تعداد زیادی از قوانین و الزامات قانونی وجود دارد که در ارتباط با آنها شهروندان نمی توانند هیزم جمع آوری کنند ، حتی برای نیازهای شخصی. هیزم فقط می تواند از سازمان هایی خریداری شود که مجوز این نوع فعالیت ها را دارند ، مانند قطع و چوب.

به عنوان مواد اولیه

خانه های روستایی در اکثر موارد امروزه از چوب ساخته شده اند. مزایای چوب غیرقابل انکار است: این سازگار با محیط زیست ، طبیعی ، دارای ظاهر جذاب است و امکان ایجاد طرح های زیادی را می دهد - از کلبه کلاسیک روسی گرفته تا کلبه کوهستانی. آنها از چوب نه تنها خانه ، بلکه حمام ، سونا ، آلاچیق نیز می سازند .چوب در ساخت مسکن و سازه های باربر ، تیرها ، سقف ها استفاده می شود. در شهرک های روستایی ، خانه های کم ارتفاع هنوز از چوب ساخته می شوند - برای 2 یا 4 مالک.

صنعت نجاری در حال تلاش برای افزایش مقاومت چوب اره ای در برابر رطوبت ، آتش ، استحکام و همچنین تطابق چوب و تخته با قوانین ساختمانی است . اما در عین حال ، چوب باید یک ماده طبیعی و قابل تنفس باقی بماند ، یک الگوی منحصر به فرد و عطر ذاتی آن را حفظ کند. فن آوری های جدید پردازش و ساخت و ساز به طور مداوم ظاهر می شوند ، به عنوان مثال ، ساخت خانه ها با استفاده از فناوری چوب دوگانه یک پدیده نسبتاً جدید است که فقط در روسیه محبوبیت پیدا کرده است.

چوب علاوه بر ساخت و ساز ، به طور گسترده ای به عنوان یک سازه برای تولید مبلمان استفاده می شود . - مبل ، صندلی ، میز ، کمد و موارد دیگر. پله ها ، نرده ها ، نوارها ، نرده ها ، مسیرها و پیاده روهای باغ و سایر عناصر تزئینی در طراحی منظر و ساختمانها از چوب ساخته شده است.

به عنوان یک ماده صنایع دستی

امروزه هم آماتورها و هم متخصصان به هنرهای کاربردی مشغول هستند. چوب برای صنایع دستی در انواع مختلف استفاده می شود - از خاک اره و اسلب گرفته تا میله ها و تخته های پارکت. صنعتگران با دستهای طلایی و از جعبه یا پالت چوبی یک صندلی باغی ایجاد می کنند - Adirondack ، که بدتر از یک صندلی کارخانه به نظر نمی رسد . از برش ها ، هر دو مسیر اصلی پیاده روی در باغ و همچنین تخته های برش باشکوه یا تصاویری که با اره منبت کاری اره مویی سوزانده شده اند به دست می آید.

در حال پردازش

اگرچه درخت یک منبع طبیعی تجدید پذیر است ، اما چندین دهه طول می کشد تا یک جنگل به طور کامل بازیابی شود. جنگل زدایی و آتش سوزی جنگل ها بر شرایط آب و هوایی و محیطی تأثیر منفی می گذارد و میزان منابع موجود برای استفاده را کاهش می دهد . بنابراین ، چوب به منظور استفاده مجدد از آن در تولید و همچنین پردازش ضایعات حاصله بازیافت می شود.

با استفاده مناسب از پسماندها و ضایعات ناشی از فرآوری چوب ، می توان مقدار زیادی جنگل را نجات داد.

چوب را می توان به تجاری و غیر تجاری تقسیم کرد .اولین مورد شامل ، به عنوان مثال ، صفحات دال و زیر زین است. مورد دوم شامل روکش و اسلب ، به طور دقیق تر ، بقایای آنها ، برش چوب های چوبی ، قطعات مختلف و ضایعات ناشی از فعالیت های نجاری ، و پوست ، خاک اره ، خاشاک و گرد و غبار نیز به چوب غیر تجاری گفته می شود. چوب تجاری برای ایجاد محصولات جدید استفاده می شود. غیر تجاری مشمول جمع آوری ، پردازش اضافی و دفع بعدی است. اگرچه در رابطه با چوب غیر تجاری ، توسعه و جستجوی روشهای پردازش در حال انجام است. به عنوان مثال ، تراشه ها و خاک اره فشرده می شوند ، پس از آن از آنها برای تهیه بستر گربه استفاده می شود.