Дереви́на, де́рево — анізотропний волокнистий матеріал для будівництва, отриманий з дерев.
Деревина | |
З матеріалу | holocellulosed[1], лігнін[2] і wood extractived[3] |
---|---|
Досліджується в | xylologyd |
Виробляється з | дерево |
Описано за адресою | fpl.fs.fed.us/documnts/pdf2013/fpl_2013_rowell002.pdf(англ.) |
Код переробки | 50 |
Деревина у Вікісховищі |
Паливо |
Фізичні основи |
Сонце · Сонячна радіація |
Викопне паливо |
Вугілля · Горючі сланці · Гідрат метану · Нафта · Природний газ · Торф |
Природне невикопне паливо |
Водорості · Деревина · Рослинні і тваринні жири та олії · Трава |
Штучне паливо |
Біопаливо · Генераторні гази · Кокс · Моторні палива |
Концепції |
Енергетична біосировина |
Деревина, це природний матеріал рослинного походження. Він складається з рослинної тканини, яка утворює більшу частину стовбура деревних рослин. У рослині, деревина забезпечує провідність сирого соку від коренів до листя та міцну опору для дерева чи куща.
Стандарт (що визначає номенклатуру деревини) окреслює її як «набір вторинних стійких тканин (опорних, провідних і накопичувальних), які утворюють стовбури, гілки та коріння деревних рослин».
Це один із найбільш цінних матеріалів за його механічні властивості, теплотворну здатність і як сировина для художнього виробництва, а також для багатьох галузей промисловості. Деревина має багато застосувань у будівництві та промисловості (паперова промисловість, хімічна промисловість тощо), а також як паливо. Деякі рослини (пальми, бамбук тощо) утворюють здерев’янілі тканини, але не з вторинного камбію: отже, це не деревина.
Дисципліна, що вивчає деревину — деревинознавство, зібрання зразків деревини, у світі називається ксилотекою. Збирання деревини або пристрасть до цього матеріалу, називається ксилофілією.
Основна структурна одиниця деревини будь-яких порід — клітковина. Клітковина в початковій стадії розвитку має доволі еластичну і легкопроникну для води та водних розчинів оболонку. З віком міцність оболонки різко підвищується, а проникність знижується внаслідок перетворення її на високомолекулярні органічні з'єднання: целюлозу, геміцелюлозу і лігнін. Розрізняють клітини механічні (волокна ліброфома), провідневі (судини і трахеїди), запасаючі (паренхімні).
Деревина є однією із складових частин судинно-волокнистого пучка і протиставляється зазвичай іншій складовій частині пучка, що походить з того ж прокамбію або камбію — лубу або флоеми. При утворенні судинно-волокнистих пучків з прокамбію спостерігаються 2 випадки: або всі прокамбіальні клітини перетворюються в елементи деревини і лубу — виходять так звані замкнуті пучки (вищі спорові, однодольні та деякі дводольні рослини), або ж на границі між деревиною і лубом залишається шар діяльної тканини — камбію і виходять пучки відкриті (дводольні і голонасінні рослини).
У першому випадку кількість деревини залишається сталою, і рослина не здатна збільшувати товщину, у другому, завдяки діяльності камбію, з кожним роком кількість деревини прибуває, і стовбур рослини помалу потовщується. В українських деревних порід деревина лежить ближче до центру (осі) дерева, а луб — ближче до периферії. У деяких інших рослин спостерігається інше взаємне розташування деревини і лубу.
До складу деревини входять вже відмерлі клітинні елементи з задерев'янілими, в основному товстими оболонками; луб же складений, навпаки, з елементів живих, з живої протоплазми, клітинного соку і тонкої незадеревілої оболонки. Хоча і в лубі трапляються мертві елементи, товстостінні і здерев'янілі, а в деревині, навпаки, живі, але від цього, загальне правило істотно не змінюється. Обидві частини судинно-волокнистого пучка відрізняються ще один від одного і за фізіологічною функцією: по деревині піднімається вгору з ґрунту до листя так званий сирий сік, тобто вода з розчиненими в ній речовинами, по лубу же спускається вниз утворений пластичний сік. Явища ж одеревіння клітинних оболонок обумовлюються просяканням целюлозної оболонки особливими речовинами, що об'єднуються зазвичай під загальною назвою лігнін.
Присутність лігніну й разом з тим одеревіння оболонки легко розпізнається за допомогою деяких властивостей. Завдяки дерев'янінню рослинні оболонки стають міцнішими, твердими і пружними; разом з тим попри легкій проникності для води вони втрачають в здатності вбирати воду і розбухати.
Розрізняють первинну деревину, що утворюється клітинами прокамбію, і вторинну деревину, що виникає внаслідок діяльності камбію. На поперечному розрізі стовбура деревних і кущових порід добре помітні річні кільця, які утворюються внаслідок періодичної діяльності камбію протягом року. У багатьох дерев, особливо в південних широтах, у деревини, крім світлої зовнішньої частини — заболоні, є ще внутрішня, темніша (ядро деревини), в клітинах якої відкладаються смоли, дубильні речовини, олії, камеді, ароматичні та барвні речовини тощо.[1]
Зусиллями генної інженерії і селекціонерів в технології прискореного вирощування деревини для енергетичних і сировинних цілей досягнуті значні успіхи: середня продуктивність сосни в Бразилії станом на 2006 рік становить 28,5 м3 з 1 га в рік, евкаліпта — 119 м3. Для порівняння: інтенсивність росту деревини в російських лісах становить від 1,5 м3 з га в рік для хвойних і до 2,5-3,0 м3 для листяних порід.
До складу деревини входить низка складних органічних сполук. Повний хімічний аналіз показує, що вона містить близько 50 % вуглецю, 6 % водню і 44 % кисню. Стінка клітини має сітчасту структуру із взаємопов'язаних ланцюгових молекул целюлози, наповнену іншими вуглеводнями (геміцелюлозами), а також лігніном і різними екстрактивними речовинами. Цементуючою міжклітинною речовиною є в основному пектати кальцію і магнію, а в клітинних порожнинах, особливо в деревині листяних порід, накопичуються смоли, камеді, жири, таніни, пігменти і мінеральні речовини. До складу деревини входить 45-60 % целюлози, 15-35 % лігніну і 15-25 % геміцелюлози. Кількість чужорідних, екстрактивних речовин значною мірою залежить від породи і є неоднаковим в заболоні і ядрі деревини. Вміст мінеральних речовин (зольність) деревини зазвичай значно менший за 1 %.
Деревина містить 5-25 % екстрактивних речовин.
Для деревини основними й найважливішими є такі властивості.
Електричні властивості деревини визначаються трьома показниками:
Основні органічні речовини, з яких складається деревина: целюлоза, лігнін і геміцелюлози.
Целюлоза — природний полімер, полісахарид з довгою ланцюговою молекулою. Формула целюлози (C6H10O5)n, де n — ступінь полімеризації, що дорівнює 6000-14000. Це дуже стійка речовина, нерозчинна у воді і звичайних органічних розчинниках (спирті, ефірі тощо), білого кольору. Пучки макромолекул целюлози у вигляді тонких волокон називаються мікрофібрилами. Вони утворюють целюлозний каркас стінки клітини. Мікрофібрили орієнтовні зазвичай уздовж довгої осі клітини, між ними знаходиться лігнін, гемоцелюлози, а також вода.
Лігнін — полімер ароматичної природи (поліфенол) складної будови; містить більше вуглецю і менше кисню, ніж целюлоза. Саме з цією речовиною пов'язаний процес одеревіння молодої клітинної стінки. Лігнін хімічно нестійкий, легко окиснюється, взаємодіє з хлором, розчиняється при нагріванні в лугах, водних розчинах сірчистої кислоти та її кислих солей.
Геміцелюлози — група полісахаридів, в яку входять пентозани (C5H8O4)n і гексозани (C6H10O5)n. Формула гексозанів на перший погляд ідентична до формули целюлози. Проте ступінь полімеризації у всіх геміцелюлоз значно менший і становить 60-200. Це свідчить про коротші ланцюжки молекул і меншу стійкість цих речовин в порівнянні з целюлозою.
Вади деревини — це недоліки окремих її ділянок, які знижують якість та обмежують можливості використання. Вади деревини можуть бути пов'язані з відхиленнями від нормальної її будови, пошкодженнями та захворюваннями. Їх поділяють на такі групи: тріщини, сучки, пошкодження комахами, грибами, трухлявинами, дефекти форми стовбура (закомелистість, збіжистість), вади будови деревини, рани, ненормальні відкладення в середині деревини, хімічні забарвлення. Вплив вад на придатність деревини для будівельних потреб залежить від їхнього місця розташування, виду, розмірів ураження, а також від призначення деревини. Сортність деревини встановлюють з урахуванням наявних вад. Їхнє походження може бути різним. Одні з них утворюються у період росту дерева, інші — у період зберігання та експлуатації.
У процесі експлуатації дерев'яних конструкцій найбільшої шкоди завдає волога. Для подовження служби деревини її декілька разів просочують однією із сумішей:
Категорії деревних порід | Деревні породи | Перевідний кеофіцієнт маси | Перевідні кеофіцієнти умовного об'єму | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
Ділова деревина | дрова | відходи | |||||
Дуже важкі | 2,43 | 7,29 | 4,89 | 2,43 | 1,46 | 0,49 | |
Важкі | акація біла, береза кам'яна, | 2,17 | 6,51 | 4,34 | 2,17 | 1,60 | 0,43 |
Помірковано-важкі | береза повисла, береза пухнаста, береза жовта, бук, ільм, клен польовий, яблуня, ясен | 1,86 | 5,58 | 3,72 | 1,86 | 1,12 | 0,37 |
Легкі | диморфант, чинар, каштан їстівний, коркове дерево амурське, сосна звичайна, вільха | 1,57 | 4,71 | 3,14 | 1,57 | 0,94 | 0,31 |
Легкі | 1,29 | 3,87 | 2,58 | 1,29 | 0,77 | 0,26 | |
Дуже легкі | 1,00 | 3,00 | 2,00 | 1,00 | 0,60 | 0,20 |
Механічні властивості у всіх порід вздовж і впоперек волокон відрізняються.
До твердих сортів деревини відносяться червоне дерево, тик, чорне дерево, трояндове дерево, дуб, в'яз, евкаліпт та бук. Усі, крім евкаліпта, ростуть дуже повільно, і тому світові запаси практично вичерпані. До м'яких сортів деревини відноситься деревина хвойних дерев (сосни, ялини, модрини). Вони ростуть швидко і легко піддаються обробці, але вважаються деревиною низької якості. До білої деревини відноситься деревина берези, ясена, клена та явора. Усі ці дерева швидко ростуть, їхню деревину використовують для шпону і вважають дешевшою.
Цінність різних порід деревини визначається їх міцністю, довговічністю і неповторністю малюнка. Окремі породи, які використовуються для виготовлення дорогих меблів, паркету, дверей, предметів інтер'єру, вважаються елітними, враховуючи початково високу вартість і обсяг зусиль та коштів, що витрачаються на їх обробку. В Україні найпоширенішими є такі породи: дуб, вишня, бук, груша, волоський горіх, клен.
За ступенем вологості розрізняють такі види деревини:
За умовну стандартну вологість прийнято вологість деревини, що становить 12 %.
Вікісховище має мультимедійні дані за темою: Деревина |
This article uses material from the Wikipedia Українська article Деревина, which is released under the Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 license ("CC BY-SA 3.0"); additional terms may apply (view authors). Вміст доступний на умовах CC BY-SA 4.0, якщо не вказано інше. Images, videos and audio are available under their respective licenses.
®Wikipedia is a registered trademark of the Wiki Foundation, Inc. Wiki Українська (DUHOCTRUNGQUOC.VN) is an independent company and has no affiliation with Wiki Foundation.