Dřevo :
Nejstarší fosilní dřeviny známé vědě byly objeveny v roce 2011 v kanadské provincii New Brunswick , kde před 395 až 400 miliony let rostl prastarý les [1] .
Člověk používá dřevo po tisíce let k mnoha účelům, především jako palivo, ale také jako stavební materiál, k výrobě nástrojů, zbraní, nábytku, nádob, uměleckých děl, papíru, obydlí.
Díky růstovým prstencům, které v procesu růstu, v důsledku sezónních výkyvů teploty nebo vlhkosti, tvoří ve svém kmeni mnoho druhů stromů, studiem příčné osy růstu stromů, řezy stromů pomocí dendrochronologických metod je možné velmi přesně určit oblast, kde strom rostl, ze kterého vznikl dřevěný výrobek nebo část konstrukce a rok pokácení. Studium každoroční změny šířek letokruhů a rozbor obsahu určitých izotopů prvků v nich umožňuje pochopit stav klimatu a atmosféry v dávných dobách [2] .
Dřevo je jednou ze složek cévního vláknitého svazku a je obvykle protikladem k jiné složce svazku, pocházející ze stejného pricambia nebo kambia- lýka nebo floému . Při tvorbě cévně vláknitých svazků z prokambium jsou pozorovány 2 případy: buď se všechny prokambiální buňky mění na prvky dřeva a lýka - získávají se tzv. uzavřené svazky ( vyšší výtrusné , jednoděložné a některé dvouděložné rostliny ), nebo vrstva aktivních zbytků na hranici mezi pletivem dřeva a lýka - získává se kambium a otevřené svazky ( dvouděložné a nahosemenné ).
V prvním případě zůstává množství dřeva konstantní a rostlina není schopna houstnout; ve druhém se díky aktivitě kambia každým rokem zvyšuje množství dřeva a stonek rostliny postupně houstne. U ruských dřevin leží dřevo blíže středu (ose) stromu a lýko je blíže ke kruhu (obvodu). U některých dalších rostlin je pozorováno odlišné vzájemné uspořádání dřeva a lýka (viz Cévní vláknité svazky ). Složení dřeva zahrnuje již odumřelé buněčné prvky se ztuženými, většinou tlustými skořápkami; lýko je naopak tvořeno živými prvky, živou protoplazmou , buněčnou mízou a tenkou nedřevěnou skořápkou. V lýku jsou sice mrtvé, silnostěnné a tuhé prvky a ve dřevě naopak živé, ale z toho se obecné pravidlo výrazně nemění. Obě části cévně vláknitého svazku se od sebe liší i svou fyziologickou funkcí: z půdy do listů stoupá podél dřeva tzv. surová šťáva, tedy voda s látkami v ní rozpuštěnými, přičemž výchovná, jinak plast, šťáva klesá podél lýka . Jev lignifikace buněčných membrán je způsoben impregnací celulózové membrány speciálními látkami, obvykle kombinovanými pod obecným názvem lignin . Přítomnost ligninu a zároveň lignifikaci skořápky snadno rozpoznáme pomocí některých reakcí. Vlivem lignifikace se obaly rostlin stávají pevnějšími, tvrdšími a odolnějšími; při mírné propustnosti vody však ztrácejí schopnost absorbovat vodu a bobtnat.
Dřevo se v zásadě skládá z holocelulózy – asi 70 % a ligninu – směsi polymerů příbuzné struktury aromatické povahy, minimálně 20 %. Holocelulózy zahrnují hemicelulózy a celulózu , ne méně než 40 %. [3] [4]
U dřeva jsou hlavní a nejdůležitější vlastnosti následující:
Dřevo je anizotropní materiál, tedy materiál s nestejnými vlastnostmi ve směrech vzhledem k vláknům. (Takže například smrštění podél vláken je menší než napříč vlákny a smrštění v radiálním směru je menší než v tangenciálním směru. Také v závislosti na směru vláken je vodivost vlhkosti, paropropustnost, vodivost zvuku, a některé další vlastnosti se také liší).
(Pokud vzorek o hmotnosti 300 g po vysušení začal vážit 200 g, pak je jeho relativní vlhkost (300-200) / 300 * 100% \u003d 33%)
Vlhkost dřeva se zjišťuje následovně: Změří se hmotnost vzorku vlhkého materiálu, poté se měřený vzorek suší v sušičce při teplotě 100-105 °C, poté se suchý materiál znovu zváží. Rozdíl mezi hmotností mokrého a suchého materiálu určuje množství vody obsažené ve vzorku.
Pro praktické účely má největší význam absolutní vlhkost dřeva, protože právě tento ukazatel se používá v technologických výpočtech. (Například pro výrobu překližky se loupaná dýha suší na absolutní vlhkost 4-6 %. Smršťování dřeva (tj. zmenšení jeho lineárních rozměrů a objemu) začíná, když vlhkost klesne z 30 % na zcela suchý stav.
Dřevo podle absolutní vlhkosti se dělí do následujících kategorií:
název | Absolutní vlhkost v % | Podmínky vzdělávání |
---|---|---|
mokré dřevo | přes 100% | dlouhodobý pobyt ve vodě |
Čerstvě řezané | 50–100 % | |
Suché na vzduchu | 15–20 % | dlouhodobé skladování na vzduchu |
Místnost suchá | 6–10 % | |
Absolutně suché | 0 % |
Vlhkost čerstvě nařezaného dřeva v závislosti na měsíci těžby (v procentech absolutně suché hmotnosti dřeva) [6]
Druh dřeva / měsíc | 01 | 02 | 03 | 04 | 05 | 06 | 07 | 08 | 09 | deset | jedenáct | 12 |
Borovice: bělové dřevo | 122 | 116 | 135 | 153 | 102 | 102 | 109 | 100 | 96 | 119 | 123 | 123 |
Borovice: jádro | 33 | 33 | 35 | 33 | 33 | 32 | 31 | 31 | 33 | 34 | 32 | 34 |
znamenat | 83 | 86 | 89 | 92 | 85 | 84 | 85 | 80 | 84 | 92 | 94 | 97 |
Čím vyšší je vlhkost dřeva, tím obtížnější je jeho použití ve výrobě. Surové dřevo hůře drží; pokud bylo při výrobě jakýchkoliv výrobků použito vlhké dřevo, pak při jeho vysychání mohou v objektu vznikat praskliny a mezery mezi deskami. Abychom tomu zabránili, je nutné dřevo předsušit [7] [8] [9] .
Deformaci a praskání lze předejít dodržením technologie sušení a použitím určitých technik při montáži výrobků. Takže například podélné odlehčovací řezy se dělají v kládách po celé délce materiálu, čímž se uvolňují vnitřní pnutí, která vznikají při smršťování.
Typ | Hustota, kg/ m3 | Příklady plemen |
---|---|---|
Skály s nízkou hustotou | <550 | Smrk, borovice, lípa |
Plemena střední hustoty | 550-750 | Dub, bříza, jilm |
Skály s vysokou hustotou | >750 | Dřín, habr, pistácie |
Jehličnaté stromy, jmenovitě borovice, smrk, cedr, patří k nahosemenným rostlinám, dodávají převážnou část lidstva využívaného dřeva („měkká dřeva“). Krytosemenné rostliny se dělí do dvou tříd – jednoděložné a dvouděložné. Málokterá z jednoděložných rostlin (bambus, palmy, juka) má dřevitou tkáň, najde omezené využití. Mezi dvouděložné patří významné listnaté ("tvrdé") druhy - dub, eukalyptus, javor, jejichž dřevo se hojně využívá při výrobě nábytku a dokončovacích materiálů [12] .
Hodnota různých druhů dřeva spočívá v jejich pevnosti, odolnosti a originalitě vzoru. Takové dřevo se používá k výrobě krásného nábytku, parket , dveří, různých interiérových předmětů, které jsou považovány za elitu, vzhledem k původně vysokým nákladům a množství úsilí vynaloženého na jeho zpracování. V Rusku jsou nejběžnější tyto druhy: dub , třešeň , buk , hruška , palisandr , mahagon , ořech , javor ( bílá , cukrová , cesmína ).
U každého druhu (někdy i u různých částí stromu) mohou být všechny jeho vlastnosti různé, záleží na různých podmínkách, ve kterých ten či onen strom rostl.
Dřevo bylo prvním druhem paliva, používali ho nejstarší lidé : na jejich místech se nacházejí ohniště s popelem . V dnešní době se ze dřeva získává palivo s různými vlastnostmi: palivové dřevo, štěpka , dřevěné uhlí , dřevní prach, dřevěné pelety a brikety. Nasekané a lisované dřevo má vyšší hustotu (tím se zvyšuje účinnost ), nemá problémy s vlhkostí a kvetením, na rozdíl od palivového dřeva je racionální přepravovat takové biopalivo , ale je to nebezpečné a ne vždy vhodné, protože se snadněji drolí a vznítí než palivové dřevo.
Palivové dřevo se těží a měří: objemová jednotka palivového dřeva je metr krychlový a jednotka hmotnosti je tuna . Na jednotku objemu palivového dřeva je málo kalorií; proto je iracionální vozit palivové dříví daleko od míst těžby.
Obsah popelaDřevo je jedním z paliv nejméně kontaminovaných popelem. V sušině je obsah popela Az = 1 %, pouze u naplaveného dříví se v ojedinělých případech mírně zvyšuje na Ac = 2 % vlivem písku v kůře stromů. Pokusy ukázaly, že plovoucí palivové dřevo nehromadí nadměrnou vlhkost a rychle schne, aniž by se změnily vlastnosti paliva.
VlhkostPodle vlhkosti se palivové dřevo dělí na suché (≤25 %), polosuché (25-35 %) a surové (>35 %).
Vlastnosti vypalováníPředností dřevěného paliva je snadná hořlavost, nedostatek síry a nízký obsah popela. Výhřevnost vzduchem suchého palivového dřeva je asi 3000 kcal/kg (12,6 MJ/kg). Málo záleží na druhu dřeva. Vzhledem k tomu, že palivové dříví se nakupuje objemově, může se zdát, že je rozdíl, např. hmotnost 1 m 3 dubového nebo březového palivového dřeva je větší než u smrku nebo osiky. Různé druhy stromů se liší molekulární strukturou, takže teplota, barva a tvar ohně se mohou lišit.
Dřevo je surovinou pro výrobu více než dvaceti tisíc výrobků a výrobků.
Jakékoli stavební konstrukce mohou být dřevěné, včetně:
Dřevo jako dokončovací materiál:
Nábytek může být:
• Skříně
• Police
• Tabulky
• Židle
• Stoličky
Pro dřevořezbu se nejčastěji používá lipové dřevo . Lipové dřevo je měkké a snadno se řeže ostrým nástrojem [14] .
Způsoby zpracování dřevních surovin se dělí do tří skupin: mechanické , chemicko-mechanické a chemické .
Mechanické zpracování dřeva spočívá ve změně jeho tvaru pilováním, hoblováním , frézováním , loupáním, vrtáním , soustružením (na soustruhu), vyřezáváním, štípáním a broušením . V důsledku mechanického zpracování se získává různé spotřební a průmyslové zboží, výrobky a suroviny pro související zpracovatelský průmysl. Vláknité polotovary se získávají mechanickým obrušováním dřeva.
Při chemicko-mechanickém zpracování se ze dřeva získává meziprodukt homogenního složení a velikosti - speciálně řezaná tříska , drcená dýha . Mechanicky získaný meziprodukt se potáhne pojivem. Působením teploty a tlaku dochází k polymerační reakci pojiva, v jejímž důsledku je dřevěný meziprodukt pevně slepen. Při chemicko-mechanickém zpracování se získávají překližky , truhlářské, dřevotřískové a cementotřískové desky, dřevobeton a dřevovláknité desky . Chemicko-mechanická metoda se používá při výrobě vláknitých polotovarů v celulózo-papírenském průmyslu .
Chemické zpracování dřeva se provádí tepelným rozkladem, působením rozpouštědel zásad , kyselin, kyselých solí kyseliny siřičité .
Tepelný rozklad neboli pyrolýza dřeva se provádí ohřevem dřeva na vysokou teplotu bez přístupu vzduchu. Při pyrolýze se získávají pevné, kapalné a plynné produkty. Z nich má největší praktický význam dřevěné uhlí .
Pomocí rozpouštědel se ze dřeva, předem nasekaného na třísky , extrahují různé extrakční látky . Extrakce vodou poskytuje třísloviny . Adhezivní vlastnosti gumy extrahované vodou z modřínového dřeva se využívají v polygrafickém, textilním a zápalkovém průmyslu. Při extrakci pařezové pryskyřice benzínem , rozdrcené na třísky, se ze dřeva extrahuje kalafuna . Hojně se používá k výrobě vysoce kvalitního papíru, jako náhrada tuků při výrobě mýdel, k výrobě laků , linolea , pryže , elektrotechnických a jiných výrobků.
Vláknité polotovary ve formě buničiny a celulózy jsou široce používány pro výrobu papíru a lepenky . Pro potřeby výroby papíru a lepenky se využívá cca 93 % celulózy. Zbytek se používá jako surovina pro chemické zpracování na umělá viskózová nebo acetátová vlákna , fólie , plasty , bezdýmný prášek , celofán a další produkty.
Desky jsou široce používány ve stavebnictví, nízkopodlažním standardním bydlení , automobilovém průmyslu a stavbě lodí , nábytku , kontejnerech a krabicích . K výrobě dřevovláknitých desek se používají dřevní suroviny, předem rozdrcené na štěpky . Spotřeba 1 milionu desek vyrobených z odpadu ušetří 54 000 m³ průmyslové kulatiny .
Dřevo obsahuje celulózu a hemicelulózy – přírodní vysokomolekulární polymery – polysacharidy , které lze přidáním vody přeměnit zpět na jednoduché cukry. Tato reakce, nazývaná hydrolýza , umožňuje zpracování dřeva na potraviny a krmiva .
Od roku 2017 bylo dřevo (hrubé dřevo) 219. nejobchodovanějším produktem na globálním trhu s objemem transakcí odhadovaným na 14,5 miliardy dolarů [15]
Největšími vývozci byli:
Hlavní dovozci:
Dřevo je klíčovým vývozním artiklem pro země, jako jsou Šalamounovy ostrovy a Středoafrická republika .
V letech 2007-2013 přišlo Rusko kvůli omezením vývozu kulatiny o 30 miliard dolarů, takový závěr učinil časopis Forest Industry . Pokles vývozu surového dřeva je pozorován již pět let od roku 2008, kdy ruská vláda zvýšila clo na jeho vývoz ve snaze stimulovat příliv investic do zpracování dřeva. Jestliže v roce 2007 země vyvezla 75,55 mil. m3 v hodnotě 6,03 mld. USD, pak v roce 2008 došlo k poklesu na 48,6 mil. m3 (4,5 mld. USD), v roce 2009 - 21 652 mil. m3 (1,9 mld. USD), v roce 2010 - 21,21 mil. m3 (85,21 mil. USD) , v roce 2011 - 20,93 milionu m3 (1,998 miliardy $), v roce 2012 - 17,6 milionu m3 (1,53 miliardy $). Od roku 2007 klesly náklady na externí dodávky kulatiny o 46 %. Pokud předpokládáme, že bez zavedení prohibitivní sazby by vývoz surového dřeva zůstal na úrovni roku 2007, pak po dobu šesti let činí ušlý příjem z vývozu 30 miliard USD Rusko rychle ztratilo první místo mezi dodavateli kulatiny Čína, největší trh z hlediska dovozu. Jeho podíl „sežraly“ Kanada a Nový Zéland, které navzdory celosvětové finanční krizi zvýšily dodávky do Nebeské říše [16] .
Tematické stránky | ||||
---|---|---|---|---|
Slovníky a encyklopedie |
| |||
|
Konstrukční materiály | |
---|---|
Strukturální | |
Zastřešení | |
Dokončování | |
Zástupné symboly | |
Adstringenty |