Fa: Mi Ez és Milyen Tulajdonságokkal Különböztetik Meg? Szerkezet és Textúra, Típusok és Funkció, Szín. Mit Tartalmaz A Kémiai összetétel? Alkalmazás

2024 Szerző: Beatrice Philips | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-18 12:14

A fának számos funkciója van - házak építésére és bútorok készítésére, szobák fűtésére használják, mindenhol körülvesz minket. De mi a fa fizika vagy mechanika szempontjából? Hogyan használható, és milyen hibái vannak?

Ami?

A fát természetes alapanyagnak nevezik, amelyet különféle termékek és szerkezetek gyártására használnak. Ha erről az anyagról a fizika szempontjából beszélünk, akkor a fa növényi szövet, amely sejtekből áll, amelyek nagy sűrűséggel tapadnak egymáshoz . Emiatt a fa szerkezete sűrű és rugalmas. A fasejteknek (mint minden más élő sejtnek) van héjuk. Cellulóztartalmú, így a fa olyan tartós. A sejtek cső formájában vannak - hosszúak és keskenyek, ezért kapták a szálak nevét.

A fa képes megtartani a hőt . Ennek oka a sejtek közötti üregek jelenléte - ők azok, akik csapdába ejtik a hőt és felhalmozzák azt. Az inkonzisztens erő és súly a szálak méretéhez kapcsolódik. Minél vastagabbak, annál tartósabb a fa.

Könnyebb a fát aprítani abba az irányba, amelyben a szálak találhatók. Könnyebb feldolgozni azoknak a fajoknak a fáját, amelyekben párhuzamosan helyezkednek el . A juharfákat nehezebb feldolgozni, mivel a juhar szerkezete szorosan összefonódik a rostos sejtekkel. De nem csak a cellulóz található a facellákban. Van egy nagyon összetett és titokzatos anyaguk is, az úgynevezett lignin. Hála neki, a szálak össze vannak kötve egymással. A tudósok még nem tudták levezetni a lignin kémiai képletét, annyira bonyolult.

A fa egyedi árnyalattal és illattal rendelkezik, amely megkülönbözteti más anyagoktól . Mindkettő a gyanták, olajok, tűlevelűek - ínyek és egyéb anyagok jelenlétének köszönhető. Ugyanezek az elemek segítik a fát a bomlás elleni küzdelemben. A fa két fajra oszlik - lombhullató és tűlevelű. Mindkét csoport nagyon nagy. Külön csoport kiemelkedik - egyszikű fák, amelyek közé tartozik egy pálmafa, bambusz.

Egyes fajták értékesebbek, mint mások. Az értéket olyan tulajdonságok növelik, mint az erő, a tartósság és az eredeti textúra - a minta - jelenléte. Az értékes fajok közé tartozik a tölgy, a cseresznye, a bükkfa és néhány más.

Alaptulajdonságok

A fa minden jellemzője három nagy csoportra oszlik: fizikai, technológiai és mechanikai.

Fizikai

Azokat a tulajdonságokat, amelyek a vizsgálat során nem vezetnek a fa kémiai összetételének változásához, fizikainak nevezzük. Ezek a következő jellemzőket tartalmazzák:

• megjelenés;
• a páratartalom és minden, ami a változásaival kapcsolatos;
• hővezető képesség és hővisszatartás;
• elektromos vezetőképesség;
• hangszigetelés és minden, ami ehhez kapcsolódik;
• olyan változások, amelyeket az anyag elektromágneses sugárzásnak kitéve szerez be.

A megjelenést olyan összetevők alkotják, mint a szín, fényesség, textúra és makrostruktúra . A színt annak a vizuális érzésnek nevezzük, amely megmarad, miután a fa visszaveri a fényáramot, vagy inkább a visszaverődés spektrális összetételéből. A szín rendkívül fontos a fa számára. Ebből kiindulva választják ki azt a fajtát, amellyel a szobát díszítik, amelyből bútorok, hangszerek, dekoratív és alkalmazott műfajok készülnek stb.

A fa színe sok tényezőtől függ - fajtától, életkorától, régiójától és éghajlatától. A szín változhat szél, nap, gombás fertőzés és nedvesség hatására, különösen, ha a fa hosszú ideig vízben van . De sok fajtának egyedi hangja van, amelyet a szakember könnyen felismerhet. A csillogás a fa tulajdonsága, hogy fényáramot tükröz. Egyes fajtáknál a csillogás erősebb, néhánynál gyengébb. Az Oroszországban növekvő fajok közül a legerősebb ragyogás a tölgy, a bükkfa, valamint a fák, például a fehér akác.

A textúra nem más, mint egy fa rajza . Az anatómiai elemek (éves gyűrűk, a mag sugarai, erek) kivágása után válik láthatóvá. A növekedési gyűrűk szélessége és a késői fa tartalma szerint felmérésre kerül annak minősége. A növekedési gyűrű szélessége az egy centiméterben lévő rétegek száma, sugárirányban a fa végén.

Annak érdekében, hogy megértsük, mennyi nedvességet tartalmaz a fa, olyan jellemzőt vezettünk be, mint a nedvesség. Százalékban fejezik ki: a fában lévő víz tömege a teljesen megszáradt fa tömegéig.

Közvetlen vagy közvetett módszerekkel mérik. A fa nedvességtartalmának legegyszerűbb és legmegbízhatóbb módja a szárítás . Időbe telik, de a válasz pontos. Ami a közvetett módszereket illeti, lényegesen gyorsabbak. Például a konduktometrikus elektromos nedvességmérővel végzett mérések megmutatják, hogy mennyi vizet tartalmaz egy fa, és mekkora az elektromos vezetőképessége. De az ilyen módszerek pontossága alacsony - legfeljebb 30%, majd csak ott, ahol a tűt mérés céljából behelyezték.

A fán lévő víz szabad és kötött lehet . Az első megtalálható a szálak üregében és a sejtek közötti térben. A második a sejt szerkezetében van, fizikai -kémiai kötések tartják. Ha a szabad vizet meglehetősen könnyen eltávolítják a fáról, akkor a megkötött vizet sokkal nehezebb eltávolítani. Ha a fűrészáru szárítás, fűrészelés vagy tárolás során megváltoztatja alakját, ezt deformációnak nevezzük. Bármi is az oka, a fahibák megjelenéséhez vezet, ezért a technológiának megfelelően kell tárolni és feldolgozni.

A fa olyan tulajdonságokkal rendelkezik, mint a nedvesség felszívódása és duzzanata (ennek következtében) . Ezt figyelembe kell venni, amikor vele dolgozik. Nem mindig negatív, például kádakban vagy hordókban, hogy a fa megduzzad és megnövekszik, ezért növeli a faelemek egymáshoz tapadásának sűrűségét.

A fa sűrűsége kilogramm / köbméter (vagy gramm / köbcentiméter) . A különböző fafajták azonos sűrűségű fás anyagot tartalmaznak (ez 1,53 g / cm3), de teljesen sűrű a teljesen szárított fa. A sűrűségnek több mutatója is van - a nedves fának egy, a száraznak egy másik. A fának olyan tulajdonsága van, mint a porozitás, vagyis az üres üregek levegővel való feltöltésének mértéke. A különböző kőzetek porozitása 40-80%között mozog.

A permeabilitási index azt jelenti, hogy a fa mennyi folyékony vagy gáz halmazállapotú anyagot képes átengedni a rá gyakorolt nyomás hatására. A fa fizikai tulajdonságai közül külön megkülönböztetünk termikus tulajdonságokat, amelyek magukban foglalják a hőkapacitást, a hővezetés és a kiterjedés képességét, valamint a hőmérséklet vezetési képességét. A fa elektromos vezetőképességgel rendelkezik, vagyis elektromos áram halad át rajta . Minél szárazabb a fa, annál rosszabbul vezeti az áramot, és fordítva.

Technikai

A fa tulajdonságainak ebbe a kategóriájába olyan paraméterek tartoznak, mint a keménység, a kopásállóság, a szívósság, a különféle rögzítőelemek megtartása és az anyag vágószerszámokkal történő feldolgozásának képessége. Az ütésállóság a fa tulajdonsága, hogy az anyag szerkezetének megváltoztatása nélkül elnyeli az ütés során rá ható erőt . A magas viszkozitás azt jelenti, hogy nagy erőre van szükség a minta töréséhez.

A keménység azt jelenti, hogy a fa képes ellenállni a keményebb testnek, ha megnyomják . A fa és keménységvizsgálat keményebb anyaga az acél. A keménységet az erőmérő skála segítségével határozzák meg. A fa kopásállóságát jelzi, hogy kopásállósággal rendelkezik kopásálló bevonattal ellátott felülethez képest. Van egy speciális képlet a kopás mértékének kiszámítására.

A fa hajlító képessége különböző fafajok esetén eltérő. A legjobb kanyarok kőris, tölgy, bükk, rosszabb - tűlevelűek. A fa nemcsak hajlítani, hanem hasítani is képes. Ha egy szöget túl közel hajt a széléhez, akkor a tulajdonság negatív lesz, és ha fát vág, akkor pozitív lesz.

Mechanikai

A fa képes ellenállni a rá ható erők hatására, vagyis mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik. Ezek közé tartozik az erő, a deformációval szembeni ellenállás, a technológiai és működési tulajdonságok. A fa mechanikai tulajdonságait olyan vizsgálatok határozzák meg, mint a feszítés, a kompresszió, a hajlítás és a nyírás . A fát anizotróp anyagnak minősítik, ami azt jelenti, hogy különböző irányokban különböző tulajdonságokkal rendelkezik.

A végső szilárdság a maximális megengedett feszültségi szint, amely megelőzi a minta törését . Hibamentes, kis méretű és tiszta mintán kell meghatározni. A fa nyomószilárdságának meghatározásához prizma alakú mintára van szükség.

A deformálhatóság az a képesség, hogy ellenáll a rövid távú terheléseknek az eredeti alak megváltoztatása nélkül . Rugalmassága miatt a fa rövid távú terhelések után képes visszanyerni eredeti alakját. A rugalmassági modulust egy speciális képlet segítségével számítják ki. A fa szerkezete olyan, hogy állandó terhelés esetén deformálódhat. Fontos pontosan ismerni mind az erősségi indexet, mind a kiegészítő ellenállás határát, valamint az állóképességi határértéket (váltakozó terhelésnek kitett minták esetén).

Az egyik faj összehasonlításához a másikkal ismerni kell a különböző fafajták mechanikai tulajdonságaiban rejlő sajátos jellemzőket. Például a tűlevelűek fajlagos szilárdsága nagyobb, mint a lombhullató. Magasabb merevségi mutatójuk is van, de az összes többi jellemző alacsonyabb.

A fajok áttekintése

Sok fafaj létezik, az építési vagy feldolgozási anyag kiválasztásakor figyelembe kell venni mindegyik egyedi jellemzőit és tulajdonságait. A fa nemcsak lombhullató és tűlevelű fajok jól ismert csoportjaira oszlik . Például létezik a fa szín szerinti besorolása. Fafajtától függően a fa színe eltérő. A fa színe számos tényezőtől függ. Ez a fajtája, kora, a fa növekedési üteme, valamint a benne található festékek mennyisége.

A fényerő szintén közvetlenül kapcsolódik az utóbbi tényezőhöz . A fa szappanja (a külső rész, amely élő sejteket tartalmaz), a hang mindig világosabb, mint a magé. A magrészben, amelyben a tanninok és gyanták koncentrálódnak, az árnyék sokkal sötétebb. Ennek megfelelően a szívfában a fa sötétebb, a szappanban világos.

Az előbbiek közé tartozik a vörösfenyő, a fenyő, a kőris. A második, keskeny maggal - nyír, körte, hárs, éger. A felsoroltak közül a nyírfa teljesen fehér árnyalatú, míg a többi nagyon világos fás . Ez annak a ténynek is köszönhető, hogy keményítő van jelen a szárafában. A fafajtát parketták gyártására használják.

A tűlevelűek fűrészárut és egyéb építőelemeket hoznak létre . Könnyű és könnyen kezelhető szerkezetük van. Oroszországban nagyszámú tűlevelű fa nő. Ami a keményfákat illeti, ezeket bútorok és berendezési tárgyak készítésére használják.

Bizonyos fafajok magasabb értékűek, értékesnek nevezik őket . Az érték abban rejlik, hogy ezek a kőzetek sokkal nagyobb szilárdságúak, hosszabb ideig tartanak és egyedi mintázattal rendelkeznek. Ezekből a fajtákból gyönyörű elit bútorokat, parkettalapokat, ajtókat és egyéb dekorációs elemeket készítenek. Mindegyik lényegesen drágább, mint az azonos kategóriába tartozó hagyományos termékek. A hazai értékes fajok közé tartozik a cseresznye, a tölgy, a körte, a rózsafa, valamint a fehér vagy magyal juharfa.

A fát a likviditás és az illikviditás jelei is megkülönböztetik

• Folyékony fa - háztartási szükségletekre használják. A folyékony faanyag kereskedelmi fából és tűzifából áll. Viszont a kereskedelmi fához tartozik a kerek és a forgácsolt fa, de nem a tűzifa. Az ipari fa összetételében megkülönböztetik a technológiai forgácsot és a csonk gyantát is.
• Illikvid fa - olyan, amely nem használható gazdasági célokra, mivel természetes vagy feldolgozási hibák miatt elvesztette műszaki tulajdonságait.

A cellulózfát kerek vagy apróra vágott választéknak nevezik, amelyből cellulóz vagy fa cellulóz készül. Az ilyen fa minőségét a fajta határozza meg (ebből három van), valamint a frissesség.

A bűnök leírása

A fa hibáit azoknak a hibáknak nevezzük. Ez vonatkozik a teljes csomagtartóra és annak egyes elemeire. A hibának szükségszerűen rontania kell a fa minőségét, korlátozva annak felhasználási lehetőségét. Minden típusú hiba és hiba megtalálható a GOST 2140-81 szabványban . Bármi, ami eltér a fa normál szerkezetétől, hibának számít.

A bűn természetes, ami az ember akaratától függetlenül keletkezik (éghajlati tényezőknek, madaraknak, rovaroknak, rágcsálóknak, baktériumoknak stb. való kitettség), és vannak olyan feldolgozási hibák, amelyek magukban foglalják azokat a hibákat, amelyek az anyag nem megfelelő feldolgozása, tárolása vagy tárolása következtében keletkeznek.

A hibák lehetnek feltételesek és feltétel nélküliek. Az ilyen hibát feltétel nélkülinek tekintik, ami jelentősen csökkenti a fűrészáru, például a rothadás vagy a gomba minőségét . A csomók a leggyakoribb hibák, de a fa szerkezeti hibái is gyakoriak. A göcsörtös csomagtartó használható például eredeti dekorációhoz, de nem szűnik meg satuval. A megengedett összetétel legfeljebb két csomót tartalmaz egy fa hosszméterenként, míg a csomóknak egészségesnek kell lenniük.

A feldolgozási hibák közé tartozik minden, ami károsította a fát a rá gyakorolt mechanikai hatás során ., nevezetesen - fűrészelés, betakarítás, raktározás, tárolás, szállítás, stb. A fa a mechanikai hatások következtében szenved a leggyakrabban, és hátrányokat szerez, amelyek eredetileg nem voltak.

Alkalmazások

A fát az ipar számos területén használják, mivel az egyik leginkább környezetbarát és ugyanakkor olcsó anyag.

Mint az üzemanyag

Az elmúlt évtizedek megmutatták a megújuló ásványok és erőforrások felhasználásának fontosságát. Ez utóbbi magában foglalja az üzemanyagként használt tűzifát. A tűzifa felhasználásának növekedését a helyiségek fűtésére világszerte rögzítették, és ez alól Oroszország sem kivétel . Üzemanyag -pelletet (pelletet) és tüzelőanyag -brikettet készítenek az ország szinte minden régiójában, ahol erdők vannak - függetlenül attól, hogy tűlevelű vagy lombhullató. A szén is hirtelen népszerűvé vált, bár korábban érdemtelenül elfelejtették. Most széles körben használják a mindennapi életben és a munkában.

De lehetetlen korlátozások nélkül fát tüzelőanyagként és energiaforrásként használni. Hatalmas számú törvényileg megállapított szabály és követelmény van, amelyekkel kapcsolatban a polgárok nem csak tűzifát gyűjthetnek, még személyes szükségleteikre sem. Tűzifa csak olyan szervezetektől vásárolható, amelyek rendelkeznek engedéllyel az ilyen típusú tevékenységekhez, például fakivágáshoz és fakitermeléshez.

Nyersanyagként

A vidéki házakat az esetek túlnyomó többségében ma fából állítják fel. A fa előnyei vitathatatlanok: környezetbarát, természetes, vonzó megjelenésű, és lehetővé teszi számos tervezés létrehozását - a klasszikus orosz kunyhótól az alpesi faházig. Fából nemcsak házakat építenek, hanem fürdőket, szaunákat, pavilonokat is . A fát házépítésben és teherhordó szerkezetekben, gerendákban, mennyezetekben használják. A vidéki településeken továbbra is fából építenek kisemeletes házakat - 2 vagy 4 tulajdonos számára.

A fafeldolgozó ipar most arra törekszik, hogy növelje a fűrészáru nedvességgel, tűzzel, szilárdsággal szembeni ellenállását, valamint javítsa a fa és a deszka építési előírásoknak való megfelelését . A fának ugyanakkor természetes, lélegző anyagnak kell maradnia, meg kell őriznie az egyedi mintát és a benne rejlő aromát. Folyamatosan jelennek meg új feldolgozási és építési technológiák, például a házak építése a dupla fa technológiával viszonylag új jelenség, amely csak egyre népszerűbb Oroszországban.

Az építés mellett a fát széles körben használják szerkezeti anyagként a bútorgyártásban . - kanapék, székek, asztalok, szekrények és így tovább. A lépcsők, korlátok, sávok, korlátok, ösvények és járdák a kertben, valamint egyéb díszítő elemek a tájtervezésben és az épületekben fából készülnek.

Kézműves anyagként

Amatőrök és szakemberek egyaránt foglalkoznak ma iparművészettel. A fát a kézművesség legkülönfélébb formáiban használják - a fűrészportól és a födémektől a rudakig és parkettalapokig. Az arany kezű kézművesek, fadobozokból vagy raklapokból kerti széket készítenek - Adirondack, amely nem rosszabb, mint egy gyári . A vágásokból mindkét eredeti gyalogos ösvény a kertben, valamint csodálatos vágódeszkák vagy kirakós fűrésszel képződnek.

Feldolgozás

Bár a fa megújuló természeti erőforrás, több évtizedbe telik, amíg az erdő teljesen helyreáll. Az erdőirtás és az erdőtüzek negatívan befolyásolják az éghajlati és környezeti feltételeket, és csökkentik a felhasználásra rendelkezésre álló erőforrások mennyiségét . Ezért a fát újrahasznosítják annak érdekében, hogy újra felhasználhassák a termelésben, valamint feldolgozzák a keletkező hulladékot.

A fafeldolgozás során keletkező maradványok és hulladékok megfelelő felhasználásával nagy mennyiségű erdő menthető meg.

A fát fel lehet osztani üzleti és nem üzleti célokra . Az elsőhöz tartoznak például a födém és a nyereg alatti deszkák. A másodikba furnér és födémek tartoznak, pontosabban azok maradványai, rönkfűrészek, különböző asztalos tevékenységekből származó darabok és törmelékek, valamint a kéreg, fűrészpor, forgács és por is nem üzleti fának. A kereskedelmi fát új termékek előállítására használják. A nem üzleti célú gyűjtés, további feldolgozás és későbbi ártalmatlanítás tárgyát képezi. Bár a nem kereskedelmi faanyaggal kapcsolatban fejlesztések és feldolgozási módok keresése folyik. Például a forgácsot és a fűrészporot összenyomják, majd macskaalomhoz használják.