Древесина — материал из древесных растений¶
Древесина — твёрдая органическая ткань древесных растений (деревьев, кустарников, лиан), образованная преимущественно одревесневшими клетками с утолщёнными оболочками. Составляет основную часть ствола, ветвей и корней и выполняет в растении механические (опорные) и проводящие функции. Как материал древесина используется человеком с доисторических времён и остаётся одним из важнейших видов сырья в промышленности и строительстве.
¶Химический состав
Основные компоненты древесины:
- Целлюлоза (40–50 %) — полисахарид, образующий каркас клеточной стенки;
- Гемицеллюлозы (20–30 %) — группа полисахаридов, заполняющих пространство между волокнами целлюлозы;
- Лигнин (20–30 %) — сложный фенольный полимер, придающий жёсткость и устойчивость к гниению;
- Экстрактивные вещества (2–10 %) — смолы, дубильные вещества, жиры, пигменты, определяющие цвет, запах и биостойкость.
Содержание воды в свежесрубленной древесине («сыром» состоянии) достигает 40–60 %, при высыхании влажность снижается до равновесной, зависящей от влажности окружающего воздуха.
¶Строение
¶Микроскопическое строение
Древесина состоит из вытянутых клеток — трахеид (у хвойных), древесных волокон и трахеид либо сосудов (у лиственных), расположенных преимущественно вдоль ствола. Между клетками находятся проводящие элементы — сосуды и трахеиды, по которым перемещаются вода и растворённые в ней минеральные вещества. Межклеточные пространства заполнены паренхимой, в которой откладываются запасные вещества.
¶Годичные кольца
В умеренном климате у деревьев формируются годичные кольца — слои прироста, различающиеся по плотности и цвету. Весенняя (ранняя) древесина светлая и менее плотная, поздняя — тёмная и плотная. По годичным кольцам определяют возраст дерева и проводят дендрохронологические исследования.
¶Ядро и заболонь
В зрелых стволах различают ядро (центральную, часто более тёмную и устойчивую к гниению часть) и заболонь (наружный, более светлый слой с активным транспортом веществ). Между ними расположена зона переходной древесины. У некоторых пород (сосна, дуб) ядро чётко выделяется по цвету, у других (берёза, клён) — почти не отличается.
¶Классификация
¶По происхождению
- Древесина хвойных пород (сосна, ель, кедр, лиственница, пихта) — содержит смоляные каналы, как правило, мягче лиственной;
- Древесина лиственных пород (дуб, берёза, ясень, бук, орех) — более разнообразна по свойствам, включает как очень твёрдые (самшит, акация), так и мягкие (осина, тополь) породы.
¶По степени обработки
- Сырая (сыроматная) — свежесрубленная, не подвергнутая сушке;
- Сухая — высушенная до равновесной или низкой влажности;
- Строганая, пиленая, рубленая — в зависимости от способа механической обработки;
- Пиленый лесоматериал — заготовленный в виде брёвен, досок, бруса.
¶Основные свойства
| Свойство | Характеристика |
|---|---|
| Плотность | 300–1000 кг/м³ (в воздушно-сухом состоянии) |
| Прочность на сжатие | 30–70 МПа вдоль волокон |
| Теплопроводность | 0,1–0,2 Вт/(м·К) |
| Влажность свежесрубленной | 40–60 % |
| Влажность воздушно-сухой | 10–15 % |
Плотность зависит от содержания поздней древесины, возраста дерева и условий произрастания. Наиболее плотные породы (самшит, тис, эбеновое дерево) превышают 900 кг/м³, лёгкие (бальза, осина) — менее 400 кг/м³.
¶Применение
Древесина — универсальный материал, применяемый в ряде отраслей:
- Строительство — несущие конструкции, каркасы, обшивка, кровля;
- Производство мебели и отделочных материалов — щиты, шпон, паркет;
- Целлюлозно-бумажная промышленность — сырьё для бумаги, картона, целлюлозы;
- Энергетика — топливо (дрова, пеллеты, брикеты);
- Химическая промышленность — получение спирта, уксусной кислоты, канифоли, терпентина, активированного угля;
- Горное дело — крепёжные стойки (в России традиционно применяется в шахтах Донбасса и Кузбасса).
¶Переработка и защита
Основные способы повышения долговечности и свойств древесины:
- Сушка — естественная (в штабах) или искусственная (в сушильных камерах), снижает влажность и предотвращает коробление;
- Антисептирование — обработка веществами, защищающими от гниения и поражения грибками;
- Импрегнирование — пропитка под давлением (например, креозотом, медно-хромовыми соединениями);
- Термообработка — нагрев до 160–230 °C без доступа кислорода, повышает биостойкость и стабильность размеров;
- Лакокрасочные покрытия — защита от влаги и ультрафиолета.
¶Экологическое значение
Древесина — возобновляемый ресурс при рациональном лесопользовании. Деревья поглощают углекислый газ, накапливая его в стволах; переработанная древесина сохраняет углерод на протяжении всего срока службы изделия. В России сосредоточены крупнейшие лесные ресурсы мира — более 815 млн га лесов (около 20 % мирового запаса), что делает лесопромышленный комплекс одной из ключевых отраслей экономики.
¶Интересные факты
- Самая тяжёлая древесина — у тиса и самшита: свежесрубленные образцы тонут в воде.
- Бальза (Ochroma pyramidale) — самая лёгкая коммерческая древесина, её плотность около 160 кг/м³.
- Дубовая древесина содержит дубильные вещества, исторически применявшиеся для дубления кож.
Источники:
- Большая советская энциклопедия, статья «Древесина»
- ГОСТ 2140-81 «Древесина. Дефекты»
- Лесная энциклопедия / Гл. ред. Воробьёв Г. И. — М.: Советская энциклопедия, 1985
- Курбатов В. И., Курбатова Е. В. «Древесиноведение» — М.: Лесная промышленность, 1981
- Справочник по физико-механическим свойствам древесины хвойных и лиственных пород
