מהו עץ ואיך הוא?

לעץ יש הרבה פונקציות - הוא משמש לבניית בתים וליצור רהיטים, לחמם איתו חדרים, הוא מקיף אותנו בכל מקום. אבל מהו עץ במונחים של פיזיקה או מכניקה? כיצד ניתן להשתמש בו, ואילו פגמים יש בו?

עץ נקרא חומר גלם טבעי, המשמש לייצור סוגים שונים של מוצרים ומבנים. אם אנחנו מדברים על החומר הזה מנקודת המבט של הפיזיקה, אז העץ הוא רקמה צמחית, המורכבת מתאים הנדבקים זה לזה בצפיפות גבוהה. בשל כך, מבנה העץ צפוף ועמיד. לתאי עץ (כמו לכל תאים חיים אחרים) יש מעטפת. הוא מכיל תאית, מה שהופך את העץ לכל כך עמיד. התאים הם בצורת צינור - ארוך וצר, ולכן הם קיבלו את השם של סיבים.

לעץ יש את היכולת לשמור על חום. הסיבה לכך היא נוכחות של חללים בין התאים - הם אלה ששומרים על חום וצוברים אותו. חוזק ומשקל לא עקביים קשורים לגודל הסיבים. ככל שהם עבים יותר, כך העץ עמיד יותר.

קל יותר לחתוך עצים בכיוון שבו נמצאים הסיבים. קל יותר לעבד עץ מאותם מינים שבהם הם נמצאים במקביל. עצי אדר קשים יותר לעיבוד, מכיוון שלמבנה האדר יש שזירה הדוקה של תאי סיבים. אבל לא רק תאית נמצאת בתאי עץ. יש להם גם חומר מאוד מורכב ומסתורי בשם ליגנין. הודות לו, הסיבים מחוברים זה לזה. מדענים עדיין לא הצליחו לגזור את הנוסחה הכימית של ליגנין, היא כל כך מורכבת.

לעץ יש גוון וריח ייחודיים המבדילים אותו מחומרים אחרים. שניהם נובעים מהנוכחות בהרכב של שרפים, שמנים, בעצי מחט - מסטיקים וחומרים אחרים. אותם אלמנטים עוזרים לעץ להילחם בריקבון. העץ מתחלק לשני סוגים של מינים - נשירים ומחטניים. שתי הקבוצות גדולות מאוד. בולטת קבוצה נפרדת - עצים חד-פסיגיים, הכוללים עץ דקל, במבוק.

כל מאפייני העץ מחולקים לשלוש קבוצות גדולות: פיזית, טכנולוגית ומכנית.

אותן תכונות שבמהלך הבדיקה אינן מובילות לשינויים בהרכב הכימי של העץ נקראות תכונות פיזיקליות. אלה כוללים את המאפיינים הבאים:

• מראה חיצוני;
• רמת הלחות וכל מה שקשור לשינויים שלה;
• מוליכות תרמית ושימור חום;
• מוליכות חשמלית;
• בידוד קול וכל מה שקשור אליו;
• שינויים שהחומר רוכש לאחר חשיפה לקרינה אלקטרומגנטית.

המראה מעוצב על ידי מרכיבים כמו צבע, ברק, מרקם ומקרומבנה. צבע נקרא התחושה החזותית שנשארת לאחר שהעץ מחזיר זרם של אור, או ליתר דיוק, מההרכב הספקטרלי של השתקפות זו. צבע חשוב ביותר לעץ.הם מונחים על ידו בבחירת הגזע איתו יעוטר החדר, ממנו ייעשו רהיטים, כלי נגינה, ז'אנר דקורטיבי ויישומי וכו'.

צבע העץ תלוי בגורמים רבים - גזע, גיל, אזור ואקלים של האזור בו הוא גדל. הצבע עשוי בהחלט להשתנות בהשפעת רוח, שמש, זיהום פטרייתי, כמו גם לחות, במיוחד אם העץ נמצא במים זמן רב. אבל לגזעים רבים יש גוון ייחודי שניתן לזהות בקלות על ידי מומחה. ברק הוא תכונתו של עץ לשקף זרם של אור. בחלק מהגזעים הברק חזק יותר, בחלק מהגזעים חלש יותר. מבין המינים הגדלים ברוסיה, הברק החזק ביותר נמצא באלון, עץ אשור וכן בעצים כמו שיטה לבנה.

המרקם הוא לא יותר מציור של עץ. זה הופך להיות גלוי לאחר חיתוך האלמנטים האנטומיים (טבעות שנתיות, קרני הליבה, כלי). לפי רוחב טבעות הגידול ותכולת העץ המאוחר, מתבצעת הערכה עד כמה הוא איכותי. רוחב טבעת העץ הוא מספר השכבות הכלולות בסנטימטר אחד, המונחות בכיוון הרדיאלי בקצה העץ.

הוא נמדד בשיטות ישירות או עקיפות. הדרך הקלה והאמינה ביותר למדוד את תכולת הלחות של העץ היא לייבש אותו. זה לוקח זמן, אבל התשובה מדויקת. בכל הנוגע לשיטות עקיפות, הן מהירות משמעותית. לדוגמה, מדידות עם מד לחות חשמלי מוליך מראות כמה מים מכיל עץ ומהי המוליכות החשמלית שלו. אבל הדיוק של שיטות כאלה הוא נמוך - מקסימום 30%, ואז רק במקום שבו המחט הוכנסה למדידה.

המים בעץ יכולים להיות חופשיים וכבולים. את הראשון ניתן למצוא בחלל הסיבים וברווח שבין התאים. השני הוא במבנה התא, הוא מוחזק על ידי קשרים פיזיקוכימיים. אם מים חופשיים מוסרים מהעץ די בקלות, אז הרבה יותר קשה להסיר מים קשורים. אם העץ משנה את צורתו במהלך ייבוש, ניסור או אחסון, זה נקרא עיוות. לא משנה מה זה נגרם, זה מוביל להופעת פגמי עץ, לכן יש לאחסן ולעבד אותו בהתאם לטכנולוגיה.

לעץ יש תכונות כמו ספיגת לחות ונפיחות (כתוצאה מכך). יש לקחת זאת בחשבון כשעובדים איתו. זה לא תמיד שלילי, למשל, במיכלים או בחביות, התכונה של עץ להתנפח ולהגדיל את גודלו, בגלל זה, מגבירה את צפיפות ההידבקות של אלמנטים מעץ זה לזה.

לעץ יש צפיפות הנמדדת בקילוגרמים למטר מעוקב (או בגרם לסנטימטר מעוקב). לסוגי עץ שונים יש אותה צפיפות של חומר עצי (היא 1.53 גרם / סמ"ק), אך צפיפות שונה של עץ מיובש לחלוטין. ישנם מספר אינדיקטורים לצפיפות - לעץ רטוב יש צפיפות אחת, ולעץ יבש יש צפיפות אחרת. לעץ יש מאפיין כמו נקבוביות, כלומר מידת המילוי של חללים ריקים באוויר. הנקבוביות של סלעים שונים נעה בין 40-80%.

מדד החדירות פירושו כמה מחומר נוזלי או גזי העץ מסוגל לעבור בהשפעת הלחץ עליו. בנפרד, בין התכונות הפיזיקליות של העץ מבחינים בתכונות תרמיות הכוללות יכולת חום, יכולת הולכת חום והתרחבות בהשפעתו וכן יכולת הולכת טמפרטורה. לעץ יש תכונה של מוליכות חשמלית, כלומר זרם חשמלי עובר דרכו. ככל שהעץ יבש יותר, כך הוא מוליך חשמל גרוע יותר, ולהיפך.

קטגוריה זו של תכונות עץ כוללת פרמטרים כמו קשיות, עמידות בפני שחיקה, קשיחות, שמירה של סוגים שונים של מחברים ויכולת לעבד את החומר בכלי חיתוך. קשיחות פגיעה היא תכונתו של עץ לספוג את הכוח המופעל עליו במהלך הפגיעה מבלי לשנות את מבנה החומר. צמיגות גבוהה פירושה שנדרש כוח רב כדי לשבור את המדגם.

קשיות מתייחסת ליכולת של עץ להתנגד לגוף קשה יותר בעת לחיצה. החומר הקשה יותר לבדיקת עץ וקשיות הוא פלדה. הקשיות נקבעת באמצעות קנה המידה של מד הכוח. ההתנגדות לבלאי של עץ מסומנת על ידי תכונת ההתנגדות שלו לבלאי במהלך החיכוך שלו על משטח עם ציפוי שוחק. קיימת נוסחה מיוחדת לחישוב שיעור השחיקה.

עץ מסוגל להתנגד תחת פעולת הכוחות המופעלים עליו, כלומר, יש לו תכונות מכניות. אלה כוללים חוזק, עמידות בפני דפורמציה, תכונות טכנולוגיות ותפעוליות. התכונות המכניות של העץ נקבעות בבדיקות כגון מתח, דחיסה, כיפוף וגזירה. עץ מסווג כחומר אנזוטרופי, כלומר יש לו תכונות שונות בכיוונים שונים.

חוזק אולטימטיבי הוא רמת הלחץ המקסימלית המותרת שלפני תחילת השבר של הדגימה. יש לקבוע על מדגם נקי מפגמים, קטן בגודלו ונקי. על מנת לקבוע את חוזק הלחיצה של עץ, אתה צריך מדגם בעל צורה מנסרת.

דפורמטיביות היא היכולת לעמוד בעומסים לטווח קצר מבלי לשנות את הצורה המקורית. בשל גמישותו, העץ מסוגל לחזור לצורתו המקורית לאחר עומסים קצרי טווח. מודול האלסטי מחושב באמצעות נוסחה מיוחדת. מבנה העץ הוא כזה שהוא יכול לעוות בעומסים קבועים. חשוב לדעת בדיוק הן את מדד החוזק והן את גבול ההתנגדות הנוספת, כמו גם את גבול הסיבולת (עבור דגימות הנתונות לעומסים מתחלפים).

ישנם הרבה מיני עץ, כאשר בוחרים חומר לבנייה או עיבוד, יש לקחת בחשבון את המאפיינים והמאפיינים האישיים של כל אחד מהם. העץ מחולק לא רק לקבוצות ידועות של מינים נשירים ומחטניים. לדוגמה, יש סיווג של עץ לפי צבע. בהתאם למין, צבעי העץ שונים. צבע העץ תלוי במספר גורמים. זהו הגזע, הגיל, קצב גדילת העץ וכן כמות הצבעים שהוא מכיל.

בהירות קשורה גם ישירות לגורם האחרון. הצבר של העץ (החלק החיצוני, המכיל תאים חיים), הטון תמיד בהיר יותר מזה של הליבה. בחלק הליבה, שבו מרוכזים טאנינים ושרף, הגוון כהה הרבה יותר. בהתאם, בעץ הלב העץ כהה יותר, בעץ הצבר הוא בהיר.

הראשונים כוללים לגש, אורן, אפר. השני, עם ליבה צרה - ליבנה, אגס, טיליה, אלמון. מבין אלה הרשומים, ליבנה יש גוון לבן לחלוטין של עץ, בעוד השאר יש עץ בהיר מאוד. זה נובע גם מהעובדה שקיים עמילן בעץ הצבר. סאפווד משמש לייצור לוחות פרקט.

עצי מחט משמשים ליצירת עץ ורכיבי בנייה אחרים. יש להם מבנה קל משקל וקל לטיפול. מספר רב של עצים מחטניים גדלים ברוסיה. באשר לעצים קשים, הם משמשים ליצירת רהיטים וריהוט.

למיני עצים מסוימים יש ערך גבוה יותר, הם נקראים בעלי ערך. הערך טמון בעובדה שלסלעים אלו חוזק גבוה בהרבה, הם מחזיקים מעמד זמן רב יותר ובעלי תבנית ייחודית. זנים אלה משמשים ליצירת רהיטי עילית יפהפיים, לוחות פרקט, דלתות ופריטי עיצוב אחרים. כולם עולים משמעותית יותר ממוצרים רגילים באותה קטגוריה. מינים בעלי ערך מקומי כוללים דובדבן, אלון, אגס, סיסם, כמו גם עץ מייפל לבן או הולי.

עץ מובחן גם על ידי סימני נזילות וחוסר נזילות.

• עץ נוזלי - הוא משמש לצרכים ביתיים. עץ נוזלי מורכב מעץ מסחרי ועצי הסקה. בתורו, עצים מסחריים כוללים עצים עגולים וסדוקים, אך אינו כולל עצי הסקה. בהרכב העץ התעשייתי נבדלים גם שבבים טכנולוגיים ושרף גדם.
• עץ לא נוזלי - כזה שלא ניתן להשתמש בו למטרות כלכליות בשל העובדה שהוא איבד את איכויותיו הטכניות עקב פגמים טבעיים או פגמים בעיבוד.

הפגמים של העץ נקראים אותם פגמים שיש לו. זה חל על כל תא המטען והאלמנטים האישיים שלו. הפגם חייב בהכרח לפגוע באיכות העץ, להגביל את אפשרות השימוש בו. כל סוגי הפגמים והפגמים מפורטים ב- GOST 2140-81. כל דבר החורג מהמבנה הרגיל של העץ נחשב לפגם.

פגמים הם טבעיים, המתעוררים ללא קשר לרצון של אדם (חשיפה לגורמי אקלים, ציפורים, חרקים, מכרסמים, חיידקים ועוד), וישנם ליקויי עיבוד, הכוללים את אותם פגמים הנוצרים כתוצאה מעיבוד, אחסון או אחסון לא תקין של החומר.

פגמים יכולים להיות מותנים ובלתי מותנים כאחד. פגם כזה נחשב ללא תנאי, מה שמפחית משמעותית את איכות העצים, כמו ריקבון או פטרייה. קשרים הם הפגם השכיח ביותר, אך גם פגמים מבניים בעץ נפוצים. תא המטען המסוקס יכול לשמש, למשל, לעיצוב מקורי, אבל הוא לא מפסיק להיות סגן. הרכב המותר כולל לא יותר משני קשרים לכל מטר אורך עץ, בעוד שהקשרים חייבים להיות בריאים.

פגמים בעיבוד כוללים את כל מה שפגע בעץ במהלך פגיעה מכנית בו., כלומר - ניסור, קטיף, אחסנה, אחסון, הובלה וכו'. כתוצאה מהשפעה מכנית העץ סובל לרוב, ומקבל חסרונות שלא היו לו בתחילה.

עץ משמש בתחומי תעשייה רבים, בהיותו אחד החומרים הידידותיים ביותר לסביבה ובו בזמן הזולים ביותר.

העשורים האחרונים הראו את חשיבות השימוש במינרלים ומשאבים מתחדשים. האחרון כולל עצי הסקה המשמשים כדלק. הגידול בשימוש בעצי הסקה לחימום מתחמים נרשמה בכל רחבי העולם, ורוסיה אינה יוצאת דופן. כדורי דלק (כדורים) ולבני דלק מיוצרים כמעט בכל אזורי הארץ בהם יש יערות - לא משנה אם מחטניים או נשירים. פחם גם הפך פתאום לפופולרי, למרות שהוא נשכח בעבר ללא צדק. עכשיו זה נמצא בשימוש נרחב בחיי היומיום ובעבודה.

בתים כפריים ברוב המכריע של המקרים כיום מוקמים מעץ. אין להכחיש את היתרונות של העץ: הוא ידידותי לסביבה, טבעי, בעל מראה אטרקטיבי ומאפשר ליצור הרבה עיצובים - מבקתה רוסית קלאסית ועד בקתה אלפינית. הם בונים מעץ לא רק בתים, אלא גם אמבטיות, סאונות, גזיבו. עץ משמש בבניית דיור ובמבנים נושאי עומס, קורות, תקרות. ביישובים כפריים עדיין נבנים בתים נמוכים מעץ - ל-2 או 4 בעלים.

תעשיית העץ שואפת כעת להגביר את העמידות של עץ מנוסר ללחות, אש, חוזק, כמו גם לשפר את התאימות של עצים ולוחות לחוקי בנייה. אך יחד עם זאת, העץ צריך להישאר חומר טבעי ונושם, לשמור על דפוס ייחודי ועל הארומה הטבועה בו. כל הזמן מופיעות טכנולוגיות עיבוד ובנייה חדשות, למשל, בניית בתים בטכנולוגיית עץ כפול היא תופעה חדשה יחסית שרק צוברת פופולריות ברוסיה.

מלבד בנייה, עץ נמצא בשימוש נרחב כחומר מבני לייצור רהיטים. - ספות, כיסאות, שולחנות, ארונות בגדים ועוד. מדרגות, מעקות, פסים, מעקות, שבילים ומדרכות בגינה ועוד אלמנטים דקורטיביים בעיצוב נוף ובמבנים עשויים מעץ.

חובבים ומקצוענים כאחד עוסקים כיום באמנות שימושית. העץ משמש למלאכת יד בצורותיו המגוונות ביותר - מנסורת ולוחות ועד סורגים ולוחות פרקט. אומנים עם ידי זהב ומקופסאות עץ או משטחים ייצרו כיסא גן - Adirondack, אשר ייראה לא יותר גרוע מאשר מפעל. מהגזרות מתקבלים גם שבילי הליכה מקוריים בגינה וגם קרשי חיתוך מרהיבים או תמונות שנצרבו בפאזל.

למרות שעץ הוא משאב טבע מתחדש, לוקח ליער כמה עשורים להתאושש לחלוטין. כריתת יערות ושריפות יער משפיעות לרעה על תנאי האקלים והסביבה ומפחיתות את כמות המשאב הזמין לשימוש. לכן, עץ ממוחזר על מנת לעשות בו שימוש חוזר בייצור, וכן לעבד את הפסולת המתקבלת.

ניתן לחלק את העץ לעסקים ולא לעסקים. הראשון כולל, למשל, את הלוח ולוחות מתחת לאוכף. השני כולל פורניר ולוחות, ליתר דיוק, שרידיהם, חתכים של בולי עץ, חלקים ושאריות שונות מפעילות נגרות, וקליפות עץ, נסורת, שבבים ואבק מתייחסים גם לעצים שאינם עסקיים. עץ מסחרי משמש ליצירת מוצרים חדשים. חוץ עסקי כפוף לאיסוף, עיבוד נוסף וסילוק לאחר מכן. אמנם ביחס לעץ שאינו מסחרי, מתבצעים פיתוחים וחיפוש אחר דרכי עיבוד. לדוגמה, שיבים ונסורת נדחסים, ולאחר מכן הם משמשים להכנת פסולת חתולים.