Lemn

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 26 iunie 2022; verificările necesită 6 modificări . unu 2 3 patru 5 6 7 opt 9 zece unsprezece 12 13 paisprezece cincisprezece 16

Lemn :

Cele mai timpurii plante lemnoase fosile cunoscute de știință au fost descoperite în 2011 în provincia canadiană New Brunswick , unde o pădure străveche a crescut între 395 și 400 de milioane de ani în urmă [1] .

Semnificația lemnului

Omul a folosit lemnul de mii de ani în multe scopuri, în primul rând ca combustibil, dar și ca material de construcție, pentru fabricarea de unelte, arme, mobilier, recipiente, opere de artă, hârtie, locuințe.

Datorită inelelor de creștere, care, în procesul de creștere, din cauza fluctuațiilor sezoniere de temperatură sau umiditate, formează multe tipuri de copaci în trunchiul lor, prin studierea axei transversale de creștere a copacilor, tăierile de copaci folosind metode dendrocronologice , este posibil pentru a determina foarte precis zona în care a crescut copacul, din care a fost creat un produs din lemn sau o parte dintr-o structură și anul în care a fost tăiat. Studiul modificării anuale a lățimii inelelor copacilor și analiza conținutului anumitor izotopi de elemente din acestea face posibilă înțelegerea stării climei și a atmosferei în timpurile străvechi [2] .

Formarea lemnului

Lemnul este una dintre componentele mănunchiului fibros vascular și este de obicei opus unei alte componente a fasciculului, provenind din același pricambium sau cambium- bast , sau floem . În timpul formării fasciculelor vascular-fibroase din procambium, se observă 2 cazuri: fie toate celulele procambiale se transformă în elemente de lemn și liban - se obțin așa-numitele fascicule închise ( spori mai mari , monocotiledonate și unele plante dicotiledonate ), fie un strat de resturi active la limita dintre țesuturile lemnoase și libiene - se obțin cambium și mănunchiuri deschise ( dicotiledonate și gimnosperme ).

În primul caz, cantitatea de lemn rămâne constantă și planta nu se poate îngroșa; în al doilea, datorită activității cambiumului, cantitatea de lemn crește în fiecare an, iar tulpina plantei se îngroașă treptat. La speciile de copaci rusești, lemnul se află mai aproape de centrul (axa) copacului, iar libanul este mai aproape de cerc (periferie). La unele alte plante, se observă o aranjare reciprocă diferită a lemnului și a libenului (vezi mănunchiuri fibroase vasculare ). Compoziția lemnului include elemente celulare deja moarte, cu cochilii rigide, în mare parte groase; libenul, dimpotrivă, este alcătuit din elemente vii, cu protoplasmă vie , seva celulară și o coajă subțire, nede lemn. Deși în bast există elemente moarte, cu pereți groși și rigide, iar în lemn, dimpotrivă, sunt vii, dar din aceasta, totuși, regula generală nu se schimbă semnificativ. Ambele părți ale mănunchiului vascular-fibros diferă una de cealaltă prin funcția lor fiziologică: așa-numitul suc crud se ridică din sol până la frunze de-a lungul lemnului, adică apă cu substanțe dizolvate în el, în timp ce educativ, altfel plastic, sucul coboară de-a lungul bast . Fenomenele de lignificare a membranelor celulare se datorează impregnării membranei celulozice cu substanțe speciale, de obicei combinate sub denumirea generală de lignină . Prezența ligninei și, în același timp, lignificarea cochiliei este ușor de recunoscut cu ajutorul unor reacții. Datorită lignificării, cojile plantelor devin mai puternice, mai dure și mai rezistente; cu toate acestea, cu o ușoară permeabilitate la apă, își pierd capacitatea de a absorbi apa și se umfla.

Compoziția chimică a lemnului

Practic, lemnul este format din holoceluloză  - aproximativ 70% și lignină  - un amestec de polimeri cu o structură înrudită de natură aromatică, cel puțin 20%. Holocelulozele includ hemiceluloze și celuloză , nu mai puțin de 40%. [3] [4]

Proprietățile lemnului

Pentru lemn, principalele și cele mai importante proprietăți sunt următoarele:

  1. Mecanic: rezistență, duritate, deformabilitate, vâscozitate specifică, caracteristici de performanță, caracteristici tehnologice, rezistență la uzură, capacitate de ținere a elementelor de fixare, elasticitate;
  2. Fizice: aspect (textură, luciu, culoare), umiditate (contracție, deformare , absorbție de apă, higroscopicitate, densitate), termic (conductivitate termică), sunet (rezistență acustică, conductivitate sonoră), electrice (proprietăți dielectrice, conductivitate electrică, rezistență electrică) );
  3. Proprietăți chimice.

Lemnul este un material anizotrop , adică un material cu proprietăți inegale în direcții în raport cu fibrele. (Așadar, de exemplu, contracția de-a lungul fibrelor este mai mică decât în ​​​​fibre, iar contracția în direcția radială este mai mică decât în ​​direcția tangențială. De asemenea, în funcție de direcția fibrelor, conductivitatea la umiditate, permeabilitatea la vapori, conductivitatea sunetului, iar unele alte caracteristici sunt, de asemenea, diferite).

(Dacă o probă de 300 g după uscare a început să cântărească 200 g, atunci umiditatea sa relativă este (300-200) / 300 * 100% \u003d 33%)

Conținutul de umiditate al lemnului se determină după cum urmează: se măsoară masa unei probe de material umed, apoi proba măsurată este uscată într-un uscător la o temperatură de 100-105 ° C, apoi materialul uscat este cântărit din nou. Diferența dintre masa materialului umed și uscat determină cantitatea de apă conținută în probă.

În scopuri practice, conținutul absolut de umiditate al lemnului este de cea mai mare importanță, deoarece acest indicator este utilizat în calculele tehnologice. (De exemplu, pentru producția de placaj, furnirul decojit este uscat la un conținut absolut de umiditate de 4-6%. Contracția lemnului (adică o scădere a dimensiunilor și volumului său liniare) începe atunci când umiditatea scade de la 30% la un nivel complet. stare uscată.

Lemnul în funcție de umiditatea absolută este împărțit în următoarele categorii:

Gradele de umiditate absolută a lemnului [5]
Nume Umiditate absolută în % Condiții de educație
lemn umed peste 100% ședere pe termen lung în apă
Proaspăt tăiat 50-100%
Uscați la aer 15-20% depozitare pe termen lung în aer
Cameră uscată 6-10%
Absolut uscat 0%

Umiditatea lemnului proaspăt tăiat în funcție de luna tăierii (ca procent din greutatea absolut uscată a lemnului) [6]

Tip lemn / luna 01 02 03 04 05 06 07 08 09 zece unsprezece 12
Pin: alburn 122 116 135 153 102 102 109 100 96 119 123 123
Pin: miez 33 33 35 33 33 32 31 31 33 34 32 34
Rău 83 86 89 92 85 84 85 80 84 92 94 97

Cu cât conținutul de umiditate al lemnului este mai mare, cu atât este mai dificil de utilizat în producție. Lemnul brut se lipește mai rău; dacă lemnul umed a fost folosit la producerea oricăror produse, atunci pe măsură ce se usucă, în obiect pot apărea fisuri și goluri între plăci. Pentru a preveni acest lucru, este necesară uscarea în prealabil a lemnului [7] [8] [9] .

Deformarea și fisurarea pot fi evitate prin respectarea tehnologiei de uscare și prin utilizarea anumitor tehnici în timpul asamblarii produselor. Deci, de exemplu, tăieturile longitudinale de relief sunt făcute în bușteni pe toată lungimea materialului, care ameliorează tensiunile interne care se formează în timpul contracției.

Tip de Densitate, kg/m 3 Exemple de rasă
Roci cu densitate redusă <550 Molid, pin, tei
Rase de densitate medie 550-750 Stejar, mesteacăn, ulm
Roci de înaltă densitate >750 Dogwood, carpen, fistic

Tipuri de lemn

Conifere, și anume pin, molid, cedru, aparțin gimnospermelor, ele furnizează cea mai mare parte a lemnului folosit de omenire („rășinoase”). Angiospermele sunt împărțite în două clase - monocotiledone și dicotiledone. Puține dintre monocotiledone (bambus, palmieri, yucca) au țesut lemnos, își găsește o utilizare limitată. Dicotiledonatele includ specii de foioase („tare”) importante - stejar, eucalipt, paltin, al căror lemn este utilizat pe scară largă la fabricarea mobilierului și a materialelor de finisare [12] .

Specii de lemn valoroase

Valoarea diferitelor tipuri de lemn constă în rezistența, durabilitatea și originalitatea modelului. Un astfel de lemn este folosit pentru fabricarea de mobilier frumos, parchet , uși, diverse articole de interior, care sunt considerate de elită, având în vedere costul inițial ridicat și cantitatea de efort depusă pentru prelucrarea acestuia. În Rusia, următoarele specii sunt cele mai comune: stejar , cireș , fag , par , lemn de trandafir , mahon , nuc , arțar ( alb , zahăr , ilis ).

Indicatori cheie de performanță

Pentru fiecare specie (uneori chiar și pentru diferite părți ale unui copac), toate proprietățile sale pot fi diferite, depinde de diferitele condiții în care a crescut acest sau acel copac.

Aplicație

Cum se alimentează

Lemnul a fost primul tip de combustibil, a fost folosit de cei mai vechi oameni : în locurile lor se găsesc vetre cu cenușă . În prezent, din lemn se obține combustibil cu proprietăți variate: lemn de foc, așchii de lemn , cărbune , praf de lemn, peleți și brichete. Lemnul tocat și presat are o densitate mai mare (acest lucru crește eficiența ), nu are probleme cu umiditatea si inflorirea, spre deosebire de lemnul de foc, este rational sa transporti un astfel de biocombustibil , dar este periculos si nu intotdeauna convenabil, deoarece se sfarama si se aprinde mai usor decat lemnul de foc.

Lemnul de foc este recoltat și măsurat: unitatea volumetrică a lemnului de foc este un metru cub , iar unitatea de greutate este o tonă . Există puține calorii pe unitate de volum de lemn de foc; de aceea, este iraţional să transportăm lemne de foc departe de locurile de recoltare.

Conținut de cenușă

Lemnul este unul dintre combustibilii cel mai puțin contaminați cu cenușă. Pe substanta uscata, continutul de cenusa este Az = 1%, doar pentru lemnul plutitor acesta in cazuri izolate creste usor la Ac = 2% din cauza nisipului din scoarta copacului. Experimentele au arătat că lemnul de foc plutitor nu acumulează umiditate excesivă și se usucă rapid fără a-și modifica proprietățile combustibilului.

Umiditate

În funcție de umiditate, lemnul de foc se împarte în uscat (≤25%), semiuscat (25-35%) și crud (>35%).

Proprietăți de ardere

Avantajele combustibilului lemnos sunt inflamabilitatea ușoară, lipsa de sulf și conținutul scăzut de cenușă. Puterea calorică a lemnului de foc uscat la aer este de aproximativ 3000 kcal/kg (12,6 MJ/kg). Depinde puțin de tipul de lemn. Datorită faptului că lemnul de foc este cumpărat la volum, poate părea că există o diferență, de exemplu, greutatea a 1 m 3 a lemnului de foc de stejar sau mesteacăn este mai mare decât cea a molidului sau a aspinului. Diferite tipuri de copaci sunt diferite în structura moleculară, astfel încât temperatura, culoarea și forma focului pot varia.

Ca materie primă

Lemnul este materia primă pentru producerea a peste douăzeci de mii de produse și produse.

În construcții

Orice structură de clădire poate fi din lemn, inclusiv:

Lemnul ca material de finisare:

În producția de mobilă

Mobilierul poate fi:

• Dulapuri

• Rafturi

• Tabele

• Scaune

• Scaune


Ca material ornamental

Pentru sculptura în lemn, lemnul de tei este cel mai des folosit . Lemnul de tei este moale și ușor tăiat cu o unealtă ascuțită [14] .

Recoltarea și transportul lemnului

Prelucrarea lemnului

Metodele de prelucrare a materiilor prime lemnoase sunt împărțite în trei grupe: mecanice , chimico-mecanice și chimice .

Prelucrarea mecanică a lemnului constă în schimbarea formei acestuia prin tăiere, rindeluire , frezare , decojire, găurire , strunjire (la strung), cioplire, despicare și șlefuire . Ca rezultat al prelucrării mecanice, se obțin o varietate de bunuri de consum și industriale, produse și materii prime pentru industriile de prelucrare conexe. Semifabricatele fibroase sunt obținute prin abraziunea mecanică a lemnului.

În timpul prelucrărilor chimico-mecanice , se obține un produs intermediar din lemn, omogen ca compoziție și dimensiune - așchii special tăiați, furnir zdrobit . Produsul intermediar obținut mecanic este acoperit cu un liant. Sub acțiunea temperaturii și presiunii, are loc reacția de polimerizare a liantului, în urma căreia produsul lemnos intermediar este ferm lipit. În timpul prelucrărilor chimico-mecanice se obțin placaj , tâmplărie, PAL și plăci de particule lipite cu ciment , beton din lemn și plăci din fibre . Metoda chimico-mecanică este utilizată în producția de semifabricate fibroase în industria celulozei și hârtiei .

Prelucrarea chimică a lemnului se realizează prin descompunere termică, expunere la solvenți ai alcalinelor , acizilor, sărurilor acide ale acidului sulfuros .

Descompunerea termică sau piroliza lemnului se realizează prin încălzirea lemnului la o temperatură ridicată fără acces la aer. În timpul pirolizei se obțin produse solide, lichide și gazoase. Dintre acestea, cărbunele are cea mai mare importanță practică .

Cu ajutorul solvenților, din lemn sunt extrase diverse substanțe extractive , tăiate în prealabil în așchii . Extracția cu apă dă taninuri . Proprietățile adezive ale gumei extrase cu apă din lemn de zada sunt utilizate în industria tiparului, textil și chibrit. La extragerea rășinii ciotului cu benzină , zdrobită în așchii, colofonia este extrasă din lemn . Este utilizat pe scară largă pentru a produce hârtie de înaltă calitate, ca înlocuitor al grăsimilor în fabricarea săpunului, pentru producția de lacuri , linoleum , cauciuc , produse electrice și alte produse.

În producția de lemn stratificat

  • Fierăstrău în scânduri.
  • Uscarea într-o cameră de uscare până când se atinge conținutul de umiditate necesar.
  • Verificarea semifabricatelor pentru defecte.
  • Impregnarea cu agenți antiseptici (previne dezvoltarea mucegaiului în interiorul structurii și degradarea lemnului) și ignifuge .
  • Lipirea pieselor finite.
  • Presarea produselor pe echipamente speciale până când lipiciul este complet uscat.
  • Prelucrarea lemnului stratificat lipit rezultat: profilare, tăiere și prezentare.

Prelucrarea lemnului în industria celulozei și hârtiei

Produsele semifabricate fibroase sub formă de pastă de lemn și celuloză sunt utilizate pe scară largă pentru producția de hârtie și carton . Pentru nevoile producției de hârtie și carton se utilizează aproximativ 93% din celuloză. Restul este folosit ca materie primă pentru prelucrarea chimică în fibră artificială de viscoză sau acetat , film , plastic , pulbere fără fum , celofan și alte produse.

Prelucrarea lemnului în producția de plăci fibroase

Plăcile sunt utilizate pe scară largă în construcții, locuințe standard joase , auto și construcții navale , mobilier , containere și cutii . Pentru producerea plăcilor fibroase se folosesc materii prime din lemn, zdrobite în prealabil în așchii . Consumul a 1 milion de scânduri realizate din deșeuri economisește 54.000 m³ de lemn rotund industrial .

Lemnul conține celuloză și hemiceluloză - polimeri naturali cu greutate moleculară mare - polizaharide , care pot fi transformate înapoi în zaharuri simple prin adăugarea de apă. Această reacție, numită hidroliză , permite ca lemnul să fie procesat în produse alimentare și furajere .

Comerțul cu cherestea

Din 2017, lemnul (cherestea brut) a fost al 219-lea cel mai comercializat produs de pe piața globală, cu un volum de tranzacții estimat la 14,5 miliarde USD [15]

Cei mai mari exportatori au fost:

  • Noua Zeelandă (2 miliarde USD) - 14%
  • Statele Unite ale Americii (1,87 miliarde USD) - 13%
  • Rusia (1,48 miliarde USD) - 10%
  • Papua Noua Guinee (0,558 miliarde USD) - 3,9%
  • Canada (0,550 miliarde USD) - 3,8%

Importatori principali:

  • China (8,64 miliarde USD) - 60%
  • Austria (0,669 miliarde USD) - 4,6%
  • Germania (0,621 miliarde USD) - 4,3%
  • Coreea de Sud (0,506 miliarde USD) - 3,5%
  • Japonia (0,486 miliarde USD) - 3,4%

Lemnul este un export cheie pentru țări precum Insulele Solomon și Republica Centrafricană .

În Rusia

În 2007-2013, Rusia a pierdut 30 de miliarde de dolari din cauza restricțiilor la exportul de lemn rotund, o astfel de concluzie a fost făcută de revista Forest Industry . Scăderea exporturilor de lemn brut s-a observat timp de cinci ani din 2008, când guvernul rus a majorat taxa la exporturile sale, încercând să stimuleze afluxul de investiții în prelucrarea lemnului. Dacă în 2007 țara a exportat 75,55 milioane m3 în valoare de 6,03 miliarde USD, atunci în 2008 s-a înregistrat o scădere la 48,6 milioane m3 (4,5 miliarde USD), în 2009 - 21.652 milioane m3 (1,9 miliarde USD), în 2010 - 21,24 milioane USD - 21,24 milioane USD. , în 2011 - 20,93 milioane m3 (1,998 miliarde USD), în 2012 - 17,6 milioane m3 (1,53 miliarde USD). Din 2007, costul livrărilor externe de lemn rotund a scăzut cu 46%. Dacă presupunem că, fără introducerea unei rate prohibitive, exporturile de lemn brut ar fi rămas la nivelul anului 2007, atunci timp de șase ani veniturile pierdute din exporturi sunt de 30 de miliarde de dolari.Rusia a pierdut rapid primul loc printre furnizorii de lemn rotund pentru China, cea mai mare piata din punct de vedere al importurilor. Cota sa a fost „mâncata” de Canada și Noua Zeelandă, care au crescut livrările către Imperiul Celest, în ciuda crizei financiare globale [16] .

Vezi și

Note

  1. ↑ NB fosilele show origins of wood , CBC.ca  (12 august 2011). Arhivat din original pe 13 august 2011.
  2. ↑ Briffa K., și colab. Tendințele recente ale temperaturii și creșterii radiale a copacilor pe o perioadă de 2000 de ani în nord-vestul Eurasiei  // Philosophical  Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences  : journal. - 2008. - Vol. 363 , nr. 1501 . - P. 2271-2284 . doi : 10.1098/ rstb.2007.2199 . — PMID 18048299 .
  3. ↑ E. P. Terentyeva, N. K. Udovenko, E. A. Pavlova. partea 2 // Chimia lemnului, a celulozei și a polimerilor sintetici . - Sankt Petersburg, 2015. - 15-16 p. - P. 15-16.
  4. ↑ Sharkov V.I., Kuibina N.I. Chimia hemicelulozelor . - Moscova, 1972. - 181-184 p. - P. 181-184.
  5. ↑ Umiditatea lemnului, lemnului . Consultat la 2 aprilie 2014. Arhivat din original pe 7 aprilie 2014.
  6. ↑ Petrovsky, BC Cercetări privind generatoarea trunchiurilor de copac. // Pădure. gospodărie - 1964. - Nr 9. - S. 10-11.
  7. ↑ Bazele teoretice ale uscării lemnului după tratament termochimic preliminar . Consultat la 13 noiembrie 2017. Arhivat din original la 14 octombrie 2019.
  8. ↑ Uscarea lemnului UKLS-14-5, uscarea lemnului în infraroșu . Consultat la 13 noiembrie 2017. Arhivat din original la 4 august 2018.
  9. ↑ Modificarea umidității lemnului în timpul uscării . Consultat la 13 noiembrie 2017. Arhivat din original la 25 ianuarie 2021.
  10. ↑ Leontiev N. L. Influența umidității asupra proprietăților fizice și mecanice ale lemnului. Goslesbumizdat 1962, 114 p.
  11. ↑ Proprietățile fizice ale lemnului . Primul portal al industriei lemnului. Data accesului: 15 noiembrie 2016. Arhivat din original pe 28 noiembrie 2016.
  12. ↑ Wood  // Enciclopedia „ În jurul lumii ”.
  13. ↑ Parchet . Arhivat din original pe 23 mai 2018. Preluat la 22 mai 2018.
  14. ↑ Doris Laudert. Mythos Baum: Geschichte, Brauchtum, 40 Baumporträts von Ahorn bis Zitrone. - 7. - München: BLV, 2009. - 169 p. — ISBN 978-3-8354-0557-8 .
  15. ↑ Piața mondială a lemnului conform directorului https://oec.world . Preluat la 14 august 2019. Arhivat din original la 14 august 2019.
  16. ↑ Rusia a pierdut 30 de miliarde de dolari din cauza restricțiilor la exportul de lemn rotund , Forest Industry  (1 octombrie 2014). Arhivat din original la 31 octombrie 2014.

Literatură

Link -uri

  Accesați articolul Wikidata  Site-uri tematice
Dicționare și enciclopedii