Mikä on puu ja millaista se on?

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

Puuta kutsutaan luonnolliseksi raaka-aineeksi, jota käytetään erilaisten tuotteiden ja rakenteiden valmistukseen. Jos puhumme tästä materiaalista fysiikan näkökulmasta, niin puu on kasvikudos, joka koostuu soluista, jotka tarttuvat toisiinsa suurella tiheydellä. Tästä johtuen puun rakenne on tiivis ja kimmoisa. Puusoluilla (kuten kaikilla muillakin elävillä soluilla) on kuori. Se sisältää selluloosaa, joka tekee puusta niin kestävän. Solut ovat putken muotoisia - pitkiä ja kapeita, minkä vuoksi ne saivat nimen kuidut.

Puulla on kyky säilyttää lämpöä. Tämä johtuu solujen välisistä tyhjistä tiloista - juuri ne säilyttävät lämpöä ja keräävät sitä. Epäjohdonmukainen lujuus ja paino liittyvät kuitujen kokoon. Mitä paksumpia ne ovat, sitä kestävämpi puu on.

Puuta on helpompi pilkkoa siitä suunnasta, johon kuidut sijaitsevat. Niiden lajien puuta, joissa ne sijaitsevat rinnakkain, on helpompi käsitellä. Vaahterapuita on vaikeampi käsitellä, koska vaahteran rakenteessa on tiivis kuitusolujen kudos. Mutta ei vain selluloosaa löydy puusoluista. Niissä on myös hyvin monimutkainen ja salaperäinen aine nimeltä ligniini. Hänen ansiosta kuidut ovat yhteydessä toisiinsa. Tiedemiehet eivät ole vielä pystyneet päättelemään 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 - koostumuksesta. Nämä samat elementit auttavat puuta torjumaan lahoamista. Puu on jaettu kahteen lajiin - lehtipuun ja havupuun. Molemmat ryhmät ovat erittäin suuria. Erillinen ryhmä erottuu - yksisirkkaiset puut, joihin kuuluu palmu, bambu.

Kaikki puun ominaisuudet on jaettu kolmeen suureen ryhmään: fyysiset, teknologiset ja mekaaniset.

Niitä ominaisuuksia, jotka eivät kokeessa aiheuta muutoksia puun kemialliseen koostumukseen, kutsutaan fysikaalisille ominaisuuksille. Niihin kuuluvat seuraavat ominaisuudet:

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

Ulkonäköä muokkaavat sellaiset komponentit kuin väri, kiilto, rakenne ja makrorakenne. Väriä kutsutaan visuaaliseksi tunteeksi, joka jää jäljelle sen jälkeen, kun puu heijastaa valovirran, tai pikemminkin tämän heijastuksen spektrikoostumuksesta. Väri on erittäin tärkeä puulle.Heitä ohjaa se valitsemalla rotu, jolla huone sisustetaan, josta valmistetaan huonekaluja, soittimia, koristeellisia ja soveltavia genrejä jne.

Puun väri riippuu monista tekijöistä - rodusta, iästä, alueesta ja kasvualueen ilmastosta. Väri voi hyvinkin muuttua tuulen, auringon, sieni-infektion ja kosteuden vaikutuksesta, varsinkin jos puu on ollut vedessä pitkään. Mutta monilla roduilla on ainutlaatuinen sävy, jonka asiantuntija tunnistaa helposti. Kiilto on puun ominaisuus heijastaa valovirtaa. Joillakin roduilla kiilto on vahvempi, toisilla heikompi. Venäjällä kasvavista lajeista vahvin kiilto löytyy tammesta, pyökkipuusta sekä puista, kuten valkoisesta akaasiasta.

Rakenne ei ole muuta kuin puun piirros. Se tulee näkyviin, kun anatomiset elementit on leikattu (vuosirenkaat, ytimen säteet, suonet). Kasvurenkaiden leveyden ja myöhäisen puun pitoisuuden perusteella arvioidaan sen laatu. Puurenkaan leveys on yhden senttimetrin sisällä olevien kerrosten lukumäärä, jotka on asetettu säteen suunnassa puun päähän.

Se mitataan suorilla tai epäsuorilla menetelmillä. Helpoin ja luotettavin tapa mitata puun kosteuspitoisuutta on kuivata se. Se vie aikaa, mutta vastaus on oikea. Epäsuorien menetelmien osalta ne ovat huomattavasti nopeampia. Esimerkiksi konduktometrisellä sähkökosteusmittarilla mittaukset osoittavat, kuinka paljon vettä puu sisältää ja mikä sen sähkönjohtavuus on. Mutta tällaisten menetelmien tarkkuus on alhainen - enintään 30%, ja sitten vain sinne, missä neula työnnettiin mittausta varten.

Puussa oleva vesi 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 poistuu puusta melko helposti, niin sitoutunut vesi on paljon vaikeampi poistaa. Jos puutavaran muoto muuttuu kuivauksen, sahauksen tai varastoinnin aikana, sitä kutsutaan vääntymiseksi. Mikä tahansa se aiheuttaakin, se johtaa puuvirheiden ilmaantumiseen, joten se on varastoitava ja käsiteltävä tekniikan mukaisesti.

Puulla on ominaisuuksia, kuten kosteuden imeytyminen ja turpoaminen (seurauksena). Tämä tulee ottaa huomioon sen kanssa työskennellessä. Se ei ole aina negatiivista, esimerkiksi tynnyreissä tai tynnyreissä, puun ominaisuus turvota ja kasvaa kokoa, mikä lisää puuelementtien kiinnittymistiheyttä toisiinsa.

Puun tiheys mitataan kilogrammoina kuutiometriä kohti (tai grammaa kuutiosenttimetriä kohti). Eri puulajeissa 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 onteloiden täyttöaste ilmalla. Eri kivien huokoisuus vaihtelee välillä 40-80 %.

Läpäisevyysindeksi tarkoittaa, kuinka paljon nestemäistä tai kaasumaista ainetta puu pystyy läpäisemään siihen kohdistuvan paineen vaikutuksesta. Erikseen puun fysikaalisista ominaisuuksista erotetaan lämpöominaisuudet, joihin kuuluvat lämpökapasiteetti, kyky johtaa lämpöä ja laajentua sen vaikutuksen alaisena sekä kyky johtaa lämpötilaa. Puulla on sähkönjohtavuuden ominaisuus, eli sen läpi kulkee sähkövirta. Mitä kuivempi puu on, sitä huonommin se johtaa sähköä ja päinvastoin.

Tähän puun ominaisuuksien luokkaan kuuluvat parametrit, kuten kovuus, kulutuskestävyys, sitkeys, erityyppisten kiinnittimien pysyvyys ja kyky käsitellä materiaalia leikkaustyökaluilla. Iskusitkeys on puun ominaisuus, joka absorboi siihen kohdistuvan voiman iskun aikana muuttamatta materiaalin rakennetta. Korkea viskositeetti tarkoittaa, että näytteen rikkominen vaatii paljon voimaa.

Kovuus viittaa puun kykyyn vastustaa kovempaa kappaletta puristettaessa. Kovempi materiaali puun ja kovuustestaukseen on teräs. Kovuus määritetään voimamittarin asteikolla. Puun kulutuskestävyyttä ilmaisee sen kulutuskestävyys sen kitkan aikana hankaavalla pinnoitteella varustettua pintaa vasten. Kulutusnopeuden laskemiseen on erityinen kaava.

Puu kestää vastustuskykyä siihen kohdistuvien voimien vaikutuksesta, eli sillä on mekaanisia ominaisuuksia. Näitä ovat lujuus, muodonmuutoskestävyys, tekniset ja toiminnalliset ominaisuudet. Puun mekaaniset ominaisuudet määritetään esimerkiksi veto-, puristus-, taivutus- ja leikkauskokeissa. Puu luokitellaan anisotrooppiseksi materiaaliksi, mikä tarkoittaa, että sillä on erilaisia ​​ominaisuuksia eri suuntiin.

Lopullinen lujuus on suurin sallittu jännitystaso, joka edeltää näytteen murtuman alkamista. Se on määritettävä näytteestä, joka on virheetön, pienikokoinen ja puhdas. Puun puristuslujuuden määrittämiseksi tarvitset näytteen, jonka muoto on prisma.

Muodonmuuttuvuus on kyky kestää lyhytaikaisia ​​kuormituksia muuttamatta alkuperäistä muotoa. Joustavuutensa ansiosta puu pystyy palaamaan alkuperäiseen muotoonsa lyhytaikaisten kuormitusten jälkeen. Kimmokerroin lasketaan erityisellä kaavalla. Puun rakenne on sellainen, että se voi deformoitua jatkuvassa kuormituksessa. On tärkeää tietää tarkasti sekä lujuusindeksi että lisävastusraja sekä kestävyysraja (vaihteleville kuormituksille altistetuille näytteille).

Puulajeja on paljon, kun valittaessa materiaalia rakentamiseen tai käsittelyyn, on otettava huomioon kunkin yksilölliset ominaisuudet ja ominaisuudet. Puu on jaettu paitsi tunnettuihin lehti- ja havupuulajeihin. Esimerkiksi puu on luokiteltu värin mukaan. Puun värit vaihtelevat lajista riippuen. Puun väri riippuu useista tekijöistä. Tämä on rotu, ikä, puun kasvunopeus sekä sen sisältämien väriaineiden määrä.

Kirkkaus liittyy myös suoraan jälkimmäiseen tekijään. Puun pintapuu (ulompi osa, joka sisältää eläviä soluja), sävy on aina vaaleampi kuin ytimen. Ydinosassa, jossa tanniinit ja hartsit ovat keskittyneet, sävy on paljon tummempi. Näin ollen sydänpuussa puu on tummempaa, pintapuussa vaaleaa.

Ensimmäiset sisältävät lehtikuusi, mänty, saarni. Toinen, kapealla ytimellä - koivu, päärynä, lehmus, leppä. Listatuista koivussa on täysin valkoista puuta, kun taas loput ovat erittäin vaaleaa puumaista. Tämä johtuu myös siitä, että pintapuussa on tärkkelystä. Puuta käytetään parkettilautojen valmistukseen.

Havupuita käytetään puutavaran ja muiden rakennusosien valmistukseen. Niissä on kevyt ja helppokäyttöinen rakenne. Venäjällä kasvaa suuri määrä havupuita. Mitä tulee lehtipuihin, niitä käytetään huonekalujen ja kalusteiden luomiseen.

Tietyt puulajit ovat arvokkaampia, niitä kutsutaan arvokkaiksi. Arvo piilee siinä, että näillä kivillä on paljon suurempi lujuus, ne kestävät pidempään ja niillä on ainutlaatuinen kuvio. Näitä lajikkeita käytetään luomaan kauniita huippuhuonekaluja, parkettilaautoja, ovia ja muita sisustustuotteita. Ne kaikki maksavat huomattavasti enemmän kuin saman luokan perinteiset tuotteet. Kotimaisia ​​arvokkaita lajeja ovat kirsikka, tammi, päärynä, ruusupuu sekä valkoinen tai holly vaahtera.

Puulle on ominaista myös likviditeetin ja epälikviditeetin merkit.

• Nestemäistä puuta - sitä käytetään kotitalouksien tarpeisiin. Nestepuu koostuu kaupallisesta puusta ja polttopuusta. Kauppapuu puolestaan ​​sisältää pyöreän ja hakepuun, mutta ei polttopuuta. Teollisuuspuun koostumuksessa erotetaan myös teknologiset hakkeet ja kantohartsi.
• Epälikvidi puu - sellainen, jota ei voida käyttää taloudellisiin tarkoituksiin, koska se on menettänyt tekniset ominaisuudet luonnollisten vikojen tai käsittelyvirheiden vuoksi.

Puun vikoja kutsutaan puun virheiksi. Tämä koskee koko tavaratilaa ja sen yksittäisiä osia. Vian täytyy välttämättä heikentää puun laatua ja rajoittaa sen käyttömahdollisuuksia. Kaiken tyyppiset viat ja viat on lueteltu GOST 2140-81:ssä. Kaikki mikä poikkeaa puun normaalista rakenteesta katsotaan viaksi.

Paheet ovat luonnollisia, joita syntyy ihmisen tahdosta riippumatta (altistuminen ilmastotekijöille, linnuille, hyönteisille, jyrsijöille, bakteereille jne.) ja prosessointivirheitä ovat mm. ne viat, jotka syntyvät materiaalin väärän käsittelyn, varastoinnin tai varastoinnin seurauksena.

Paheet voivat olla sekä ehdollisia että ehdottomia. Tällaista vikaa pidetään ehdottomana, mikä heikentää merkittävästi puutavaran laatua, kuten mätää tai sientä. Solmut ovat yleisin vika, mutta myös puun rakenteelliset viat ovat yleisiä. Ryppyistä runkoa voidaan käyttää esimerkiksi alkuperäiseen sisustukseen, mutta se ei lakkaa olemasta pahe. Sallitun koostumuksen on oltava enintään kaksi solmua yhtä puun pituusmetriä kohden, kun taas oksien tulee olla terveitä.

Käsittelyvirheitä ovat kaikki, mikä vahingoitti puuta mekaanisen vaikutuksen aikana., nimittäin - sahaus, korjuu, varastointi, varastointi, kuljetus jne. Mekaanisen vaikutuksen seurauksena puu kärsii useimmiten ja saa haittoja, joita sillä ei alun perin ollut.

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

Viime vuosikymmenet ovat osoittaneet uusiutuvien mineraalien ja luonnonvarojen käytön tärkeyden. Jälkimmäiseen sisältyy polttoaineena käytettävä polttopuu. Polttopuun käyttö tilojen lämmitykseen on lisääntynyt kaikkialla maailmassa, eikä Venäjä ole poikkeus. Polttoainepellettejä (pellettejä) ja polttoainebrikettejä valmistetaan lähes kaikilla maan alueilla, joilla on metsiä - riippumatta siitä havu- tai lehtipuusta. Myös puuhiilestä tuli yhtäkkiä suosittu, vaikka se oli aiemmin unohdettu ansaitsemattomasti. Nyt sitä käytetään laajalti jokapäiväisessä elämässä ja työssä.

Maatalot on nykyään suurimmassa osassa tapauksia pystytetty puusta. Puun edut ovat kiistattomat: se on ympäristöystävällinen, luonnollinen, sillä on houkutteleva ulkonäkö ja mahdollistaa paljon malleja - klassisesta venäläisestä mökistä alppimajaan. He rakentavat puusta paitsi taloja, myös kylpyjä, saunoja, huvimajoja. Puuta käytetään asuinrakentamisessa ja kantavissa rakenteissa, palkkeissa, lattioissa. Maaseudulla rakennetaan edelleen puusta matalia taloja - 2 tai 4 omistajalle.

Puunjalostusteollisuus pyrkii nyt lisäämään sahatavaran kosteuden-, tulenkestävyyttä, lujuutta sekä parantamaan puun ja lautojen rakennusmääräysten mukaisuutta. Mutta samalla puun tulee pysyä luonnollisena, hengittävänä materiaalina, säilyttää ainutlaatuinen kuvio ja sen luontainen aromi. Uusia jalostus- ja rakennustekniikoita ilmaantuu jatkuvasti, esimerkiksi talojen rakentaminen kaksoispuuteknologialla on suhteellisen uusi ilmiö, joka on vasta yleistymässä Venäjällä.

Puuta käytetään rakentamisen lisäksi laajalti huonekalutuotannon rakennemateriaalina. - sohvat, tuolit, pöydät, vaatekaapit ja paljon muuta. Puusta valmistetaan portaat, kaiteet, kaistat, kaiteet, polut ja jalkakäytävät puutarhassa sekä muut koriste-elementit maisemasuunnittelussa ja rakennuksissa.

Taideteollisuutta harjoittavat nykyään sekä harrastajat että ammattilaiset. Puuta käytetään askarteluun sen monipuolisimmissa muodoissa - sahanpurusta ja laatoista tankoihin ja parkettilautoihin. Käsityöläiset, joilla on kultaiset kädet ja puulaatikoista tai kuormalavoista, luovat puutarhatuolin - Adirondack, joka ei näytä pahemmalta kuin tehdas. Leikkauksista saadaan molemmat puutarhan alkuperäiset kävelyreitit sekä upeat leikkuulaudat tai palapelillä poltetut kuvat.

Vaikka puu on uusiutuva luonnonvara, kestää useita vuosikymmeniä, ennen kuin metsä toipuu kokonaan. Metsien häviäminen ja metsäpalot vaikuttavat negatiivisesti ilmasto- ja ympäristöolosuhteisiin ja vähentävät käytettävissä olevan luonnonvaran määrää. Siksi puuta kierrätetään, jotta se voidaan käyttää uudelleen tuotannossa sekä käsitellä syntyvää jätettä.

Puu voidaan jakaa liiketoimintaan ja ei-liiketoimintaan. Ensimmäinen sisältää esimerkiksi laatan ja satulan alla olevat laudat. Toinen sisältää viilut ja laatat, tarkemmin sanottuna niiden jäännökset, tukkien sahatut, erilaiset puusepän toiminnan palaset ja romut, ja myös kuorta, sahanpurua, lastuja ja pölyä kutsutaan ei-yrityspuuksi. Kaupallista puuta käytetään uusien tuotteiden luomiseen. Ei-liiketoiminta edellyttää keräystä, lisäkäsittelyä ja myöhempää hävittämistä. Vaikka ei-kaupallisen puutavaran osalta kehitystä ja käsittelytapoja etsitään parhaillaan. Esimerkiksi lastut ja sahanpuru puristetaan, minkä jälkeen niistä tehdään kissanhiekka.