Строение и свойства древесины (дуба)

У дуба целлюлозы несколько больше в ядре. Древесина дуба (ядро и заболонь) отличается повышенным содержанием водорастворимых экстрактивных веществ. Элементный химический состав коры мало отличается от состава древесины, но кора содержит гораздо меньше целлюлозы и значительно больше экстрактивных и минеральных веществ. В корке содержится суберин, которого нет в древесине.

Различие в химическом составе древесины заболони и ядра дуба.

4. Физические свойства древесины.

Свойства древесины, проявляющиеся при взаимодействии ее с внешней средой, но не связанные с изменением химического состава древесинного вещества, принято называть физическим.

 Основные физические свойства:

-внешний вид;

-влажность;

-плотность;

-твёрдость и т.п.

              4.1. Свойства, определяющие внешний вид дуба.

Внешний вид дуба характеризуется

- цветом

- блеском

- текстурой

4.1.1. Цвет древесины дуба.

Древесина поглощает падающее световое излучение избирательно и отраженный от нее световой поток имеет иной спектральный состав, чем падающий. От спектрального состава отраженного ею светового потока зависит определенное зрительное ощущение, называемое цветом.

Обычно для характеристики цвета древесины используют словесные описания, в основе которых лежат зрительные образы или символические понятия. Однако этому свойству древесины можно дать количественную оценку, используя методы колориметрии

— науки о цветовых измерениях. Для характеристики цвета необходимо установить численные значения трех показателей:

-цветового тона λ

-чистоты Р

-светлоты p

Цветовой тон определяется длиной волны λ чистого спектрального цвета.

Если спектральный цвет смешивается с белым цветом, степень чистоты или насыщенность его уменьшается. Таким образом показатель Р, изменяющийся от 100% до 0, характеризует степень разбавления спектрального цвета белым. Обычно цвета окружающих нас предметов не имеют максимальной насыщенности, т. е. отличаются от чистых спектральных.

Кроме этих двух показателей, характеризующих цветность, для полной оценки освещенного извне объекта необходимо знать светлоту цвета. Светлота определяется коэффициентом отражения р. Для белых поверхностей, отражающих максимальное количество световой энергии, коэффициент отражения близок к единице, для черных — приближается к нулю.

Характеристики цвета древесины можно установить при помощи атласа цветов, представляющего собой альбом с большим количеством накрасок. На отдельных страницах альбома размещены накраски одного цветового тона, но разной чистоты и светлоты. К исследуемой поверхности подбирают наиболее близкую по цвету накраску атласа. Каждой накраске соответствует определенный номер, по которому в таблице справочника, приложенного к атласу, находят значения λ, Р и р.

Целлюлоза — основное вещество, из которого состоит древесина, — почти белого цвета. Все многообразие цветовых оттенков древесины придают ей вещества, заключенные в полостях клеток или пропитывающие их стенки — красящие и дубильные вещества, смолы и продукты их окисления. Древесина пород умеренного пояса окрашена бледно, а древесина пород тропического пояса имеет очень яркую окраску, интенсивность которой увеличивается с возрастом, что особенно заметно для ядровых пород. В оптимальных условиях роста для данной породы ее окраска бывает более яркой. Древесина многих пород изменяет цвет при выдержке под влиянием воздуха и света. Тем не менее, цвет многих пород настолько характерен, что может служить одним из признаков при их рас-

познавании. Изменение цвета древесины чаще всего указывает на поражение ее грибами.

В речной воде древесина дуба сильно темнеет в результате соединения дубильных веществ с солями железа. Этой же причиной объясняется и появление на поверхности дубовых пиломатериалов черных полос и пятен при распиловке сырой древесины.

Цвет — одна из важнейших характеристик внешнего вида древесины. Его учитывают при выборе пород для внутренней отделки помещений, изготовления мебели, музыкальных инструментов художественных поделок, спортивного инвентаря и т. д.

Цветовые характеристики древесины дуба.

4.1.2. Блеск древесины дуба.

Под блеском древесины понимают ее способность направленно отражать световой поток. Наибольший блеск наблюдается при освещении зеркальных, т.е. почти идеально гладких поверхностей. В отличие от них матовые поверхности, имеющие однородные неровности, отражают световой поток диффузно, т. е. равномерно во все стороны. Поверхности даже самым тщательным образом обработанной древесины приближаются к матовым и могут характеризоваться коэффициентом диффузного отражения (белизной).

Если на продольных разрезах древесины встречаются участки со сравнительно небольшими структурными неровностями, то появляются блики, отсветы.

Такой способностью обладают сердцевинные лучи на радиальных разрезах (расколах) древесины  дуба.

Измерить блеск древесины можно специальными приборами, определяющими долю зеркально отраженного света в общем световом блеске. На этом принципе основан фотоэлектрический блескомер ФБ-2. Основные части прибора — фотометрическая головка, показывающий измерительный прибор (микроамперметр М-95) и блок питания с шунтирующими потенциометрами. Пучок параллельных лучей света из осветителя головки под углом 45° падает на исследуемую поверхность. Зеркально отраженные лучи через систему линз и диафрагму попадают на селеновый фотоэлемент, находящийся в приемном тубусе, также наклоненном под углом 45° к поверхности. В цепи фотоэлемента возникает фототок тем больший, чем выше степень блеска, которая измеряется в условных единицах (процентах). Наибольшая степень блеска была установлена у древесины осины, наименьшая — у фисташки (ядро).

Данные о блеске древесины дуба.

4.1.3. Текстура дуба.

Текстурой называют рисунок, образующийся на поверхности древесины вследствие перерезания анатомических элементов. Чем сложнее строение древесины и разнообразнее сочетание отдельных элементов, тем богаче текстура. В строении древесины хвойных пород принимает участие сравнительно небольшое число типов упорядочение расположенных анатомических элементов, которые создают однообразную текстуру.

Для древесины лиственных пород со сложным строением, например у дуба, характерно наличие видимых невооруженным глазом крупных сосудов, более или менее широких сердцевинных лучей, особенно, если они темнее основного фона древесины и т.д. Это создает более богатую текстуру. Выбор направления разреза древесины определяет характер текстуры. Дуб как кольцесосудистая порода ценится своей текстурой и на тангенциальном разрезе.

Таким образом, текстура зависит от ширины годичных слоев, разницы в окраске между ранней и поздней древесиной, сердцевинных лучей,  крупных сосудов, направления волокон. Очень большое значение имеет направление разреза. Так, если текстура определяется контрастом между ранней и поздней древесиной, более красивый рисунок получается на тангенциальном разрезе; сердцевинные лучи создают особенно красивую текстуру на радиальном разрезе.

Прозрачная отделка древесины лаками проявляет ее текстуру. Лаковое покрытие, имеющее близкий к древесине коэффициент преломления света, увеличивает прозрачность поверхностных слоев и способствует зрительному восприятию глубины текстуры.

Текстура дуба определяется на продольных разрезах шириной го­дичных слоев, разницей в окраске поздней и ранней древесины, а так­же ядра и заболони. Кроме того, важную роль в образовании тексту­ры играют перерезанные сосуды в ранних зонах и сердцевинные лучи, которые имеют вид поперечных по­лосок, крапинок на радиальных раз­резах, продольных черточек и штри­хов на тангенциальных. В комлевой части крупных деревьев нередка свилеватость. На радиальном разре­зе такая текстура особенно красива.

4.2. Влажность

Древесина относится к гигроскопичным материалам, т.е. ее влажность зависит от состояния окружающей среды. Если образец древесины поместить в помещение с низкой температурой и высокой степенью насыщения, то он начнет впитывать влагу из окружающей среды (будет происходить процесс сорбции). Если же сырой образец древесины поместить в помещение с комнатными условиями, то из него начнет испаряться влага (процесс десорбции). Процессы и сорбции, и десорбции будут проходить до определенного предела, при котором влажность древесины соответствует окружающему ее воздуху. В этом случае процессы прекращаются, а влажность древесины будет называться устойчивой. Максимальное количество влаги, получаемой древесиной путем сорбции, называется влажностью предела насыщения и равно 30%. Процессы сорбции и десорбции взаимообратны.