Пороки древесины кедра и липы. Их технические свойства и промышленное применение

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ ЛЕСА

Факультет лесного хозяйства

Кафедра древесиноведения

Реферат

по Древесиноведению

Пороки древесины кедра и липы. Их технические свойства и промышленное применение

Выполнил:

Щербаков Е.Н.

Москва

2015



Содержание

Введение

1. Общая характеристика

2. Основные показатели физико-механических свойств сосны кедровой из разных районов произрастания

3. Физические свойства кедра

4. Механические свойства кедра

5. Технические и эксплуатационные свойства кедра

6. Изделия из кедра

7. Пороки древесины кедра

8. Общая характеристика древесины липы

9. Физические свойства

10. Технические характеристики древесины липы

11. Промышленное применение

12. Пороки древесины липы

Заключение

Список использованной литературы

кедровый липа древесина



Введение

Особенности строения древесины, характерные для каждой породы, тесно связаны с её свойствами. Оценка физико-механических и технологических свойств древесины с достаточной для практики точностью может быть сделана по литературным, справочным данным, если известна порода.

Для определения рода древесного растения достаточно рассмотрения её внешнего вида и, главным образом, выявления отличительных особенностей её макроскопического строения.

В древесине некоторых пород внутренняя зона окрашена темнее наружной. Тёмноокрашенная зона, отличающаяся у хвойных пород также меньшим содержанием влаги в свежесрубленном состоянии, называется ядром, а светлая наружная-заболонью. Такие породы называются ядровыми.

Древесина, у которой внутренняя зона древесины отличается от наружной только меньшей влажностью, а цвет древесины обеих зон одинаков, относят к безъядровым породам.

В данном реферате представлены такая ядровая хвойная порода как Сосна Кедровая (Pinus sibirica) и безъядровая лиственная порода, как Липа Мелколистная (Tilia cordata).



1. Общая характеристика

Кедр сибирский, кедровая сосна (сосна сибирская) (Pinus sibirica) - дерево высотой до 40 метров, диаметр ствола до 1,5 - 2 м. Крона у молодых деревьев остропирамидальная, у взрослых - широкораскидистая, часто многовершинная. Растёт медленно, живёт 300-500 лет, некоторые деревья до 500-800 лет. Кедр вырастает всего на 1 см в год и начинает плодоносить только через 30 лет. В урожайный год одно крупное дерево даёт до 1000-1500 шишек. Кедровая сосна сибирская - порода резко континентального климата. Плохо переносит загрязнение воздуха. Главная особенность и ценность кедра в том, что его древесина достаточно прочна и легка, изумительные цветовые тона древесины,красивой текстуры, ароматная не поддаётся гниению. Распространена почти по всей. Зап. и Вост. Сибири. Сосна кедровая сибирская, кедр сибирский, является ценной лесообразующей породой России.

Во время научных исследований, проводимых в кедровых лесах, установлено, что кедр обладает способностью притягивать, аккумулировать космическую энергию. Возможно, этим и объясняются те чудеса исцеления, которые нередко случаются с людьми, которые любят прогуливаться по кедровым рощам.

Доподлинно известно, что в Сибири существуют так называемые звенящие кедры, которые действительно звенят, издавая чудесный звук и излучая необычайное свечение.

Кедр - одно из самых энергетически мощных деревьев. Он распространяет концентрированную чистую энергию и поэтому является одним из самых любимых деревьев отшельников и знахарей.

Кедр относится к ядровым породам деревьев. Заболонь широкая, окраска её светлая, желтоватого оттенка. Переход между узким ядром (буровато-розового цвета) и заболонью слабо выражен. По рисунку текстура древесины кедра похожа на сосну, но имеет менее резко выраженные линии. Многочисленные смоляные ходы пронизывают весь ствол дерева, их несколько меньше, чем у сосны, но они более крупные. На поперечных и продольных разрезах они хорошо просматриваются в виде темных чёрточек. Цвет поздней и ранней древесины близок по оттенкам и резкой границы в переходе цветов нет.

Древесина свежесрубленного дерева имеет красноватый оттенок, но со временем под воздействием внешних факторов цвет становится светлым, близким к цвету сосны. Характерной особенностью кедров является врастание коры в древесину. Хотя такие образования и затрудняют обработку заготовок, но древесина приобретает ценные декоративные свойства.

Необходимо отметить, что содержание поздней древесины в кедре меньше, чем в сосне, и составляет в среднем 23%.

2. Основные показатели физико-механических свойств сосны кедровой из разных районов произрастания

Таблица.

Показатели	Сосна кедровая
	Алтай	Краснояр. край	Зап. Сибирь
Число годичных слоёв в 1см.	10.3	9.1	4.9
Содержание поздней древесины. %	20	34	23
Плотность, кг/ м"	455	436	436
Максимальная влажность при водопоглощенни в среднем. %		220
Средняя влажность в свежесрубленном состоянии. %		109
Средний коэффициент разбухания. % на % влажности: - радиального - тангенциального *объёмного	0.12
		0.41
Предел прочности. МПа при: - сжатии вдоль волокон - статическом изгибе - растяжении вдоль волокон - скалывании вдоль волокон по плоскости: - радиальной - тангенциальной	40.0	33.7	40,6
	79.9	54.1	72.1
	90.2	-	7S.S
	.39	5.64	5.75
	7.15	5.64	6.19
Ударная вязкость при изгибе. кДж/ м"	35.1	33,0	28.9
Твёрдость статическая. Н/мм": - торцевая - радиальная - тангенциальная		21.S	19.8
	-	14.1	-
	-	14.2	-
Удельная прочность * при: - сжатии вдоль волокон - статическом изгибе -скалывании вдоль волокон	0,088	0.095	0.077
	0.175	0.166	0.124
	0,015	0.013	0.014

3. Физические свойства кедра

Влажность

В свежесрубленном состоянии влажность древесины кедра составляет в среднем 105-110%, при этом влажность ядра в 2-3 раза меньше. Следует отметить, что влажность древесины зависит от сезона заготовки деревьев. В весенне-летний период этот показатель гораздо выше, чем в зимний. По этой причине заготовку древесины лучше производить зимой.

Плотность

Древесина кедра относится к мягким породам, плотность колеблется от 400 до 550 кг/м³. Плотность зависит от содержания поздней древесины в общей массе срубленного дерева. Для кедра этот показатель не превышает величины в 25-30%, что и обусловливает невысокую плотность.

Тепловые свойства

По своим теплопроводным свойствам древесина является очень хорошим теплоизолятором. Благодаря мелкослойной структуре древесины стены из кедра при толщине до 120 мм обеспечивают такую же защиту от холода, как и кирпичная стена толщиной 500-550 мм.



4. Механические свойства кедра

Прочность

Для кедровой древесины характерны те свойства, что обладая высокой прочностью, она при этом остаётся гибкой и мягкой. Предел прочности для кедровой древесины составляет:

сжатие вдоль волокон -- 30-40 МПа;

статическом изгибе -- 54-72 МПа;

растяжение вдоль волокон -- 85-90 МПа.

5. Технические и эксплуатационные свойства кедра

Важнейшей характеристикой кедровой древесины является то, что она очень стойка к воздействию влаги, не боится грибковых заболеваний и повреждений насекомыми-вредителями. Поэтому её применяют в тех местах, где есть повышенная влажность

Сушка

При сушке кедровой древесины необходимо соблюдать щадящие режимы, так как некоторые породы кедра склонны к растрескиванию. Сушка под навесами на открытом воздухе позволяет значительно уменьшить количество бракованной древесины. Перед сушкой необходимо торцы заготовок закрасить краской, заклеить бумагой на клее ПВА, замазать известью. Применить любой способ, который позволяет уменьшить проницаемость торцов. Делается это для снижения вероятности появления трещин.

Обработка

Древесина кедра прочная, но в тоже время мягкая и гибкая. Благодаря этому она легко, без особых усилий обрабатывается режущими инструментами, получаемые поверхности при этом имеет высокую гладкость и чистоту. Особенностью является только то, что они слегка маслянистые из-за наличия в древесине смол и эфирных масел. Поэтому при покрытии лаками и красками необходимо производить обезжиривание поверхностей. Лучшим покрытием для изделий из кедровой древесины считаются восковые составы. Такая обработка подчёркивает тёплый цвет древесины, хорошо выявляет текстуру. Операции шлифовки не вызывают трудностей, получаемая поверхность имеет высокий класс чистоты. Способность пропитываться защитными составами хорошая. Древесина легко покрывается лакокрасочными материалами. Соединение деталей из кедровой древесины с применением клея не вызывает сложностей, способность удерживать гвозди и шурупы в древесине средняя. По этому показателю кедр несколько уступает сосне.

Благодаря высокой устойчивости против воздействия влаги кедровую древесину с успехом применяют для изготовления наружных резных элементов

Анализируя приведённые в таблице показатели физико-механических свойств сосны кедровой из разных районов произрастания Сибири можно сделать следующие выводы:

-Число годичных слоёв в 1 см. - показатель, характеризующий скорость роста дерева, у алтайского кедра выше, чем у кедра из Красноярского края и из Западной Сибири;

Содержание поздней древесины - показатель, имеющий наиболее тесную связь с плотностью древесины в целом, и существенно зависит от условий произрастания.

Этот показатель у алтайского кедра ниже, чем у красноярского на 41%, западно-сибирского - на 13% и ниже, чем у сосны на 31%;

Несмотря на сравнительно низкий процент поздней древесины и указанную выше его связь с плотностью древесины, плотность алтайского кедра оказалась выше, чем у кедра красноярского и западно-сибирского на 4% и меньше, чем у сосны на 4%..

Этот факт можно объяснить особенностью хвойных пород, у которых, по мнению большинства исследователей, при худших условиях произрастания образуется более плотная древесина;

Максимальная влажность при влагопоглощении и влажность в свежесрубленном состоянии зависят от плотности древесины - чем меньше плотность, тем выше эти показатели. У древесины кедра в среднем они выше, чем у более плотной сосны.;

Разбухание имеет прямую зависимость от плотности древесины. Более плотные породы больше разбухают по сравнению с менее плотными, поэтому коэффициенты разбухания у сосны больше, чем у кедра независимо от района произрастания;

Удельная прочность древесины алтайского кедра при сжатии вдоль волокон несколько (на 7%) ниже, чем у красноярского кедра и на 6% ниже, чем у сосны. В то же время при статическом изгибе и скалывании вдоль волокон удельная прочность у алтайского кедра выше, чем у кедра красноярского, западно-сибирского и выше, чем у сосны.

Таким образом, из приведённого выше анализа видно, что древесина алтайского кедра по основным показателям физико-механических свойств -плотности и прочности превосходит древесину кедра из Красноярского края, Западной Сибири и уступает по этим показателям древесине сосны обыкновенной из Западной Сибири. Исключение составляет удельная прочность, показатели которой в большинстве случаев у алтайского кедра выше, чем у других кедров, а также выше, чем у сосны.

6. Изделия из кедра

Кедровая древесина относится к ценным породам, но её применение ограничено тем, что в настоящее время заготовку товарной древесины производят только при санитарных рубках. В торговой сети предложения её ограничены, а цена является довольно высокой.

Всё это приводит к тому, что кедровая древесина стала относится к элитному классу. Применяют её при отделке внутренних поверхностей дорогих яхт, внутренних интерьеров помещений. Древесина кедра способна выделять антибактериальные вещества, оздоравливать воздух в помещении. Изделия из этого материала пользуются спросом, не смотря на высокую цену. В прошлом кедр применяли при строительстве бревенчатых домов. Благодаря тому, что кедровая древесина является природным антисептиком, в таких домах люди меньше болели, воздух внутри помещений обладал оздоровительным эффектом. Из кедровых досок настилали полы в избах, изготавливали комоды и сундуки. В настоящее время кедровую вагонку применяют для внутренней отделки бань и саун.

Антисептические вещества, выделяемые древесиной, создают в таких помещениях здоровый микроклимат, препятствуют возникновению различных простудных заболеваний. Также из кедра изготавливали мебель. Благодаря устойчивости против влаги садовая мебель из кедра служила многие годы, не теряя своих эксплуатационных свойств.

Самое широкое применение кедровая древесина нашла в карандашном производстве. Благодаря тому, что кедр хорошо режется как вдоль, так и поперёк волокон, не даёт сколов, прямослоен, он оказался идеальным материалом для производства карандашных стержней. Кедр часто применяют при изготовлении различных ёмкостей для хранения пищевых продуктов -- бочонки, лари, коробки и т.д. В таких ёмкостях продукты долго не портятся, и остаются свежими.

До настоящего времени для транспортировки зернистой икры стараются применить тару, изготовленную из кедровой древесины. Сегодня кедровую древесину применяют при изготовлении эксклюзивной мебели, для высококачественных резных художественных работ. Кедровые бревна и брусья очень востребованы сейчас при производстве деревянных коттеджей.

Кроме того, что такие дома имеют прекрасный внешний вид, они обладают хорошими прочностными характеристиками, способны сопротивляться большим физическим нагрузкам, внутри помещения создают особый здоровый микроклимат.

Кедровая древесина обладает хорошими резонансными свойствами и используется при производстве музыкальных инструментов. Кедровая древесина очень хорошо поддаётся обработке на токарных станках, из неё изготавливают различные кувшины, чаши, подносы.

Очень качественные получаются из кедровой древесины кухонные разделочные доски, которые служат длительный срок, не теряя своих свойств. При этом они обладают антисептическими свойствами, так как кедровая древесина выделяет особые вещества, убивающие микробов.

7. Пороки древесины кедра

Лапчатые сучки

Метиковые трещины представляют собой одну или несколько внутренних радиальных трещин, возникающих в стволах деревьев всех пород, но особенно часто у данной породы. Трещина начинается от комля, идёт верх по стволу и иногда доходит до зоны живой кроны. Протяжённость по стволу достигает 10 м.

Местная крень

Местная крень возникает при кратковременном изгибе ствола или других факторов. На торце ствола заметна в виде дугообразных участков, захватывающих один или несколько годичных слоёв. На боковых поверхностях пилопродукции и шпона местная крень видна как тусклые тёмные полоски различной ширины. Особенно часто встречается у кедра, только видна хуже.

Засмолок

Обильно пропитанный смолой участок древесины, образующийся вследствие ранения стволов хвойных пород, содержащих смоляные ходы и смоляные клетки в древесине. Чаще всего встречается у сосны кедровой.

Водослой

Участки ядра или спелой древесины с повышенной влажностью в свежесрубленном состоянии. Этот порок встречается в комлевой части ствола хвойных пород, в частности у сосны кедровой.

8. Общая характеристика древесины липы

Дерево с мягкой древесиной, однородного строения, белого цвета с лёгким розовым оттенком, имеющей многочисленные сердцевинные лучи, которые в радиальном разрезе придают материалу заметный блеск. Обладает достаточной вязкостью, одинаково легко режется вдоль и поперёк волокон, почти не коробится и не растрескивается, хорошо окрашивается и полируется. Это может быть одноствольное прямое мощное дерево диаметром до 2 м, век которого составляет 300-400 лет, а в затенённых участках и на более бедных почвах она может принимать кустарниковую форму, которая отличается способностью к вегетативному разрастанию и размножению, благодаря образованию своеобразных многолетних одревесневающих корневищ. Липа часто образует обильную поросль от пня после рубки, и эта способность сохраняется у неё до глубокой старости.

Текстура липы невыразительна. Годичные слои на всех разрезах заметны слабо.

Узкие сердцевинные лучи видны на поперечном разрезе в виде блестящих очень тонких линий, а на радиальном -- как тусклые полоски и пятна, окрашенные несколько темнее, чем окружающая их древесина. Вследствие того, что поздняя древесина годичных слоёв почти не отличается по плотности от ранней, при отделке изделий из липы с применением тонирующих или красящих составов не происходит яркого проявления элементов текстуры. Показатель блеска у липы практически не отличается от аналогичного показателя древесины берёзы, но ниже, чем у хвойных.



9. Физические свойства

Влажность

В отличие от ядровых пород влажность распределена по сечению ствола равномерно. Благодаря этому обстоятельству, а также тому, что древесина липы имеет однородное строение, пиломатериалы полученные из липы, мало склонны к короблению и растрескиванию.

Плотность

Древесина липы имеет невысокую плотность (объёмный вес при влажности 12 % - до 420 кг/м³), она мягкая, лёгкая и вязкая, обладает небольшой прочностью. При уменьшении влажности древесины её твёрдость существенно увеличивается. При сушке почти не коробится и не растрескивается.

Заметной разницы между ранней и поздней древесиной у липы нет. Поэтому древесина липы обладает достаточно высокой равноплотностью.

Цвет

Цвет древесины липы белый, иногда с розовым оттенком. В отличие от осины, липа со временем не темнеет, а сохраняет свой светлый цвет.

Структура древесины не выражена, имеет однородное строение. Сучки встречаются редко.

Особенности древесины липы

Усадка: 0,5 %.

Прочность на сгиб: 100-135 Н/ммІ.

Прочность на сжатие: 35-50 N/mmІ.

Теплота сгорания: 4,5 кВт·ч/кгHolz.



10. Технические характеристики древесины липы

Таблица. (при 12% влажности; 1 МПа = 1 Н/мм²)

х
Характеристика*	Значение
Плотность	495 кг/м3
Предел прочности при статическом изгибе	86,4 Мпа
Предел прочности при сжатии вдоль волокон	45,8 Мпа
Предел прочности при растяжении вдоль волокон	117 Мпа
Предел прочности при скалывании вдоль волокон, Мпа: в радиальном направлении в тангенциальном направлении	8,42 8,00
Твёрдость, Н/кВ.мм: Торцовая Радиальная Тангенциальная	25,0 16,7 17,4
Модуль упругости при статическом изгибе	8,94 Гпа

11. Промышленное применение

Липа была излюбленным материалом для резьбы по дереву во времена поздней готики, она является основной породой древесины для художественных работ и поддаётся как ручной, так и машинной обработке. Из неё вырезают различные поделки, игрушки и утварь: ковши, черпаки, миски и ложки. Точат на токарных станках чаши, блюдца и токарные игрушки, среди которых и знаменитые матрёшки.

В наши дни основной областью применения остаётся скульптура, изготовление бытовых изделий, так как древесина легко поддаётся обработки в области строительства кораблей, ракет, литейном и токарном деле.

Вследствие малой формоизменяемости и лёгкости в обработке древесина липы используется для производства чертёжных досок, для изготовления моделей отливок в машиностроении, фанеры. Но более всего она ценится мастерами народных промыслов. Липа издавна идёт на изготовление деревянной посуды, в частности хохломской расписной, кухонного инвентаря. Выдержанные липовые плашки шли на изготовление икон, сундуков и ларей, из щепы делали сапожные гвозди. Липу используют также для производства карандашей, токарных изделий, игрушек и музыкальных инструментов. Для соления и квашения из липовой клёпки собирают кадки и бочки. В прошлом из больших дуплистых деревьев липы изготовляли улья, мебель. Из луба молодых деревьев, т. е. лыка, в России плели лапти, туеса и другие изделия. Луб старых деревьев после окорки замачивали в воде и получали мочало, из которого на ткацких станках ткали рогожи, прежде всего для тары под соль и вяленую рыбу. Широкие пластины коры после горячей обработки использовали вместо досок для гнутых стенок ларей.

Из липы рубили амбары, бани: амбары потому, что древесину не поражали грызуны, а бани -- хорошо держит тепло. Для художественных работ лучше применять древесину очень старых деревьев (100 и более лет). Полы из древесины липы намного теплее, мягче и «тише» сосновых, но склонны к поражению грибками. Поэтому их нежелательно стелить на первом этаже.

На Кавказе из липы долбили огромные чаны для виноградного сока, а также маслобойки. В современном бондарном производстве из липовых клёпок делают посуду, предназначенную для хранения и перевозки зернистой икры. В таре, приготовленной из липы, хорошо сохраняется масло и другие продукты.

Вагонка и полоки из липы прекрасно подходят для отделки бани и сауны. Низкая плотность (а значит и отсутствие риска ожога), отсутствие смолы в древесине, очень приятный запах и её белый цвет, делают липу практически идеальным материалом для такой отделки.

12. Пороки древесины липы

Заросшие сучки

Сучки, не выходящие на боковую поверхность круглого лесоматериала, обнаруживаемого по следам зарастания(вздутие, раневое пятно, бровка) Размер наиболее толстой части заросшего сучка в сортиментах липы равен 0,9.

Ложное ядро

Такое название получила тёмноокрашенная зона древесины лиственных пород с нерегулярным ядрообразованием. Граница ложного ядра не совпадает с годичными кольцами. От заболони оно отделено чаще тёмной, реже светлой каймой. Характерно для липы и других пород.



Заключение

Сравнив показатели древесины сосны кедровой и липы можно сделать следующие выводы:

Плотность древесины липы не сильно уступает прочности древесины сосны кедровой;

Прочность древесины сосны кедровой значительно выше плотности древесины липы;

Вследствие высокой влажности древесины сосны кедровой её заготовка немного осложнена по сравнению с древесиной липы;

Промышленное применение древесины сосны кедровой обходится довольно дороже, чем древесины липы.



Список использованной литературы

1. http://krovteplo.ru/

2. http://www.stroyservice.ru/

3. http://www.vagonka-lestorg.ru/

4. http://hobbywood.ru/

5. http://cottages.nsk.ru/

6. http://www.kedrs.ru/

7. http://les.novosibdom.ru/

8. Уголев Б.Н. «Древесиноведение и лесное товароведение»

9. Я.Н. Станко «Древесные породы и основные пороки древесины»

Размещено на Allbest.ru