Тайны древесного ствола

Работу выполнили: обучающиеся МОУ СОШ№ 13 Климов Павел Никитин Владислав Руководитель проекта: Скоморохова Елена Юрьевна Волжский 2011.

Цели проекта: 1 .Показать, как физико-механические свойства влияют на выбор древесины для различных изделий. 2.Рассказать о роли древесины в жизни наших предков и современников 3. Представить новые технологии в применении древесины

Природа не поскупилась- на земле существует огромное количество деревьев. Среди них есть великаны и карлики. Деревья -рекордсмены которые живут на земле не одну тысячу лет.

Строение дерева Крона — это частей дерева, выполняющая при его жизни определенные функции. Листья или хвоя кроны усваивают углерод из воздуха, образуя на солнце органические вещества, идущие на построение растительного организма дерева. Другая часть дерева, одна из трех основных -корни. Их можно сравнить с фундаментом и сваями, которые удерживают ствол дерева в вертикальном положении. У дуба корни-сваи уходят глубоко в землю. Поэтому выкорчевать дубовый пень не так-то легко, даже и бураны часто бывают бессильны перед дубом. У других деревьев, таких, как ель, нет корней-свай, но хорошо развиты мощные горизонтальные корни, расположенные почти у самой поверхности Третья часть дерева — ствол. Он удерживает тяжелую крону и служит проводником питательных веществ, поступающих из корней (восходящие токи) и поступающих из листвы (нисходящие токи). В стволе хранятся запасы питательных веществ. Форма ствола зависит не только от породы дерева, но и от условий произрастания. Если взвесить отдельно все части дерева, то окажется, что от общей биомассы на долю веток, составляющих крону, приходится примерно 12%, на долю пня с корнем — 15%, а на долю ствола — 73%.

Ствол — самая ценная часть дерева. Толщина ствола неодинакова в разных его частях. Уменьшение диаметра ствола от корня к вершине принято называть сбежистостью. У хвойных деревьев сбежистость всегда бывает меньше, чем у лиственных. Слишком большая сбежистость у лесозаготовителей и деревообработчиков считается пороком. Ведь при пилении досок из кряжей с большой сбежистостью очень много древесины идет в отход. В деревянном строительстве обычно стены рубят из стволов хвойных деревьев, у которых довольно незначительная сбежистость. Но ее обязательно учитывают плотники при возведении бревенчатых строений. Ведь если бревна в срубе все время укладывать вершинной частью в одну сторону, то последний венец, на котором укрепляют стропила, не будет горизонтальным, а весь дом окажется перекошенным.

Дерево и древесина -многолетнее растение. Деревья разделяют на хвойные и лиственные

Строение древесины Для изучения строения древесины различают три главных разреза ствола Разрез 2, проходящий перпендикулярно сердцевине ствола, называют торцовым. Он перпендикулярен годичным кольцам и волокнам. Разрез 3, проходящий через сердцевину ствола, называют радиальным. Он параллелен годичным слоям и волокнам. Тангенциальный разрез 1 проходит параллельно сердцевине ствола и удален от нее на некоторое расстояние. По этим разрезам выявляются различные свойства и рисунки древесины. От ширины годичных колец зависят не только внешний вид древесины, но и механические свойства. Лучшей древесиной хвойных деревьев считается та, у которой более узкие годичные слои. Сосна с узкими годичными слоями и буровато-красной древесиной называется у мастеров рудовой и ценится очень высоко.

Текстура -рисунок на поверхности древесины. Текстура зависит от породы дерева и от направления разреза ствола. Древесина с красивой текстурой называется богатой

Подбирая древесину различной текстуры и окраски можно создавать неповторимые рисунки Наборный паркет Инкрустация ценными породами дерева мозаика Маркетри Интарсия

Свойства древесины Цвет, блеск, текстура, плотность и объемный вес, влажность, растрескивание, звукопроводность, электропроводность и коррозийная стойкость — все это физические свойства древесины. К механическим относятся: прочность, упругость, пластичность, хрупкость, вязкость, твердость, раскалываемость и износостойкость, а также способность древесины удерживать металлические крепления. Из множества известных древесных пород мастер выбирает ту, свойства которой больше отвечают назначению изделия.

Свойства древесины Каждая древесная порода имеет свой запах. У одних запах сильный и стойкий, а у других слабый, едва уловимый. У сосны и у некоторых других древесных растений запах сердцевины очень стойкий и может сохраняться долгие годы. Очень стойкие и своеобразные запахи у древесины дуба, вишни , кедра, сандала. У деревьев средней полосы мягкую податливую древесину имеют липа, осина, ольха, ива, ель, сосна, кедр и другие. Твердая древесина у березы, дуба, ясеня, клена, лиственницы; такие, как самшит, фисташка, дзельква и кизил, растут только в южных областях нашей страны. Чем тверже древесина, тем быстрее затупляются и ломаются режущие инструменты.

Свойства древесины Есть у древесины свойство, которого нет у других природных материалов. Это раскалываемость, или расщепляемость. При раскалывании древесина не режется, а расщепляется вдоль волокон. Поэтому расколоть бревно можно даже деревянным клином. Раскалываемость древесины имеет практическое значение. Раскалыванием древесины получают заготовки спичек, клепки для бондарной посуды

Свойства древесины Если лучинку из сухого дерева согнуть в дугу, а затем отпустить, она мгновенно распрямится. Древесина — упругий материал. Но ее упругость во многом зависит от породы дерева, строения и влажности. Тяжелая и плотная древесина с высокой твердостью всегда более упруга, чем легкая и мягкая. Трудно себе представить историю человечества без древнего оружия — лука. А ведь изобретение лука было бы невозможно, если бы у дерева отсутствовала упругость. Для лука требовалась очень прочная и упругая древесина, и чаще всего его делали из ясеня, тиса и дуба. Благодаря все той же упругости древесина применяется там, где нужно смягчить отдачу. С этой целью под наковальню подкладывали массивную деревянную колоду, из дерева делали рукоятку молота. Прошло не одно столетие со времени изобретения огнестрельного оружия. Ушли в прошлое кремневые ружья и винтовки, оружие стало совершенным, но по-прежнему деревянными остались приклад и некоторые другие части. Где найдешь такой материал, который бы так надежно гасил отдачу при выстреле?

Свойства древесины Если древесину намочить или распарить, то упругость ее резко понизится. Согнутая полоска древесины после высыхания сохраняет полученную форму. Чем влажнее дерево, тем выше его пластичность и ниже упругость. Пластичность противоположна упругости. Большое значение пластичность имеет в производстве гнутой и плетеной мебели, спортивного инвентаря, в корзиноплетении, обозном и бондарном деле. Высокую пластичность после вываривания в воде или пропарки приобретают вяз, ясень, дуб, клен, черемуха, рябина, липа, ива, осина и береза. На изготовление гнутой мебели идут заготовки из клена, ясеня, вяза и дуба и плетеной — из ивы и орешника. Из березы, вяза, черемухи, клена и рябины гнут упряжные дуги.

Свойства древесины Насыщенная влагой древесина разбухает, увеличиваясь в объеме. Во многих изделиях из дерева разбухание — отрицательное явление. Чтобы древесина не разбухала, деревянные изделия чаще всего покрывают защитным слоем краски или лака. С разбуханием древесины мастера постоянно ведут борьбу. Но для бондарной посуды это свойство оказалось положительным. Ведь при разбухании клепок — дощечек, из которых набирают бондарную посуду, щели между ними исчезают — посуда становится водонепроницаемой.

Свойства древесины Раньше, когда зимой суда становились на ремонт, их деревянную обшивку по традиции конопатили льняной или конопляной паклей. Прежде всего расходилось очень много ценного сырья, к тому же в сильные морозы пакля становилась хрупкой и работать с ней было очень трудно. Вот тут-то на выручку пришла так называемая древесная шерсть — очень тонкие стружки. Древесной шерсти ни почем морозы, она легко заполняет все щели обшивки. А когда судно спустят на воду, древесная шерсть разбухает и плотно закупоривает самые мельчайшие щели в обшивке.

Деревья мы любим просто так. Деревья мы любим и утилитарно. Дерево было основой основ цивилизации на протяжении тысячелетий. Дома, мебель, домашняя утварь, посуда, транспорт (телеги, кареты – на земле, лодки, корабли – в воде), даже обувь порою…– какая красота! К дереву мы хотим возвратиться во всех возможных и доступных видах: в загородных домах, мебели, вплоть до шкатулочек и дамских аксессуаров.

Этюды о деревьях И природа не поскупилась., о древесине можно рассказать очень много. Но по большей части, даже названий многих пород мы не знаем. Дуб со своими двумя сотнями разновидностей – «на все руки мастер», при этом весьма респектабельный. Исключительно хороший строительный и поделочный материал, о чем мы все знаем. Считается, что люди, выбирающие дуб, – приверженцы традиций. Но есть еще дуб мореный – это те дубы, которые росли и 8000 лет назад, и эта древесина, найденная при осушке болот, где она томилась без доступа воздуха, не уступает железу. По крепости. По цене – трудно себе представить, однако и продается, и покупается. Очень красивый иссиня-черный цвет с серебристыми прожилками (до 1000 лет морения) для любителей темного паркета. Более светлые палевые оттенки говорят о 400-500 «прожитых» годах...

Этюды о деревьях Еловая древесина также широко применяется в целлюлозно-бумажной промышленности, являясь ее основным сырьем. На переработку поступают очищенные от коры кряжи, а из коры извлекают дубильные вещества (танины) и смолу. У хороших хозяев не пропадет и хвоя, идущая на выработку хвойно-вита-минной муки. Но если целлюлозу и бумагу можно вырабатывать из древесины других деревьев, то при изготовлении музыкальных инструментов ель заменить нечем. Незаменима она при производстве пианино, скрипок, гитар, балалаек и многих других инструментов. Но не всякая еловая древесина годна на музыкальные инструменты, нужна особая древесина — резонансная. Опытный специалист-бракер прямо на корню может отличить резонансную ель от обычной. Он знает, что резонансная ель растет чаще всего на северном склоне леса, где не очень печет солнце. Верхняя дека ель /массив/ Нижняя дека клен Накладка на грифе эбони /черное дерево/ Смычок украшают древесиной фернанбука

Этюды о деревьях ЛИСТВЕННИЦА Самая распространенная порода. На ее долю приходится 2/3 покрытой лесом площади. На территории России и ближнего зарубежья произрастают 14 видов лиственницы Из лиственницы изготовлены многие внутренние элементы соборов Московского Кремля и храма Василия Блаженного, Зимнего дворца в Санкт-Петербурге.  Древесина лиственницы использовалась в строительстве плотин, мостов. Нередко эти сооружения сохранялись 300 и более лет. Сваи Троянского моста из лиственницы, построенного римлянами на Дунае, сохранились в течение 1700 лет. В Польше костел из лиственницы простоял более 600 лет, а после его разборки бревна были еще настолько прочны, что их использовали на постройку нового костела. Город Венеция сооружался в период V-IХ веков. Около 400 тыс. штук лиственничных свай было забито для укрепления оснований различных сооружений. В 1827 году, т.е. спустя 1000-1400 лет, часть свай была обследована. В заключении об их прочности было сказано, что сваи из лиственничного леса, на которых основана надводная часть города, как будто окаменели.

  ПРОБКОВОЕ ДЕРЕВО Порода лиственная. Заболонь почти белого цвета, неясно ограничена. Ядро белого цвета с легким красновато-бурым оттенком и блеском. Самая мягкая и легкая из всех пород. Очень высокая пористость. Одна из самых быстрорастущих пород. Применяется при изготовлении компенсационных порожков и бордюров. МАССАРАНДУБА (Maniakara Longifolia) Произрастает в Южной Америке. Цвет древесины темно красный с бледно-коричневой заболонью. Долговечность очень стойкая. По твёрдости значительно превосходит дуб, исключительно стоек к паразитам и гниению. Применяется при покрытии пола, строительстве прочных сооружений, каркасов маломерных судов, ступеней лестниц. Легко обрабатывается, дает гладкую поверхность, требует особой тщательности при склеивании. Плотность - 1050 кг/м3 Бальза Самая мягкая и легкая из всех древесных пород. Очень высокая пористость. Одна из самых быстрорастущих пород, в возрасте 7 лет дает стволы диаметром 0,5 м и высотой до 21 м. Возраст технической спелости 4-5 лет, предельный возраст 12-15 лет Из бревен этого дерева был сделан плот,на котором.Тур Хейердал переплыл Тихий океан. ТАУАРИ (Couratari oblongifolia) Произрастает в Южной Америке. Цвет древесины светло-соломенный с оранжевым оттенком и более темной заболонью. Долговечность стойкая. Применяется для покрытия пола, декоративных деталей мебели, музыкальных инструментов. Древесина хороша в резке и строгании, поверхность хорошо шлифуется, клеится легко. Плотность - 620 кг/м3

Дерево – постоянный спутник наших предков Лес и родина нераздельны, и в их судьбе много общего. Лес всегда был верным другом русских людей, их кормильцем, надежной защитой от многочисленных врагов. Прадеды охотились в дремучих чащобах, бортничали – добывали дикий мед – и, тесня непроходимые дебри, отвоевывали места под пахоту и пастбища. Позднее, когда Русь украсилась избами, теремами и деревянными храмами и на нее стали зариться полчища восточных кочевников, густые леса надежно укрывали стариков, женщин и детей от угона в монголо-татарский полон, от рабства. Дары леса сопровождали человека на протяжении всего жизненного пути – от лубяной зыбки и резной игрушки в детстве – до смертной кончины – могильного креста да гробовой доски.

Кижи Многоглавую церковь в Кижах я считаю прекрасной. Она порождена народным гением. Часто думаю о строительных артелях, бродивших по Руси, создававших затейливые произведения архитектуры с помощью такого нехитрого инструмента, как простой топор...» Не устаешь удивляться вкусу и чувству меры безвестных мастеров, расположивших все постройки ансамбля таким образом, что, обходя его вокруг, видишь все время меняющиеся картины, все новые и новые ракурсы, при этом церкви как будто сливаются в одно фантастическое сооружение, а потом разбегаются. Изумительно сочетание серо-коричневых тонов бревенчатых стен церквей с серебристым, более светлым, цветом покрытия глав из осинового лемеха - и все это на фоне холодного северного неба! Петр I – рассказывается в легенде, – путешествуя из Повенца Онежским озером, остановился у Кижского острова, заметил множество срубленного леса и, узнав о постройке, собственноручно начертал план». Есть и другая легенда – о мастере Несторе, который, завершив это творение, забросил топор в Онежское озеро со словами «не было, нет, и не будет такой церкви». К сожалению, имена создателей Преображенской церкви неизвестны. Церковь поднимается на 37 метров – это высота 4этажного дома. Она вся срублена из дерева – от основания до вершины, до кончика креста на верхнем куполе.

Древесина – материал будущего   Разрабатывая новые строительные и конструкционные материалы, химики и технологи главное внимание уделяют их эксплуатационным свойствам. Такие критерии, как - экологичность или расход сырьевых и энергоресурсов выходят первый план. Именно поэтому интерес к традиционным материалам на основе возобновляемых видов сырья стремительно растёт. Типичным примером может служить древесина. Благодаря новым технологиям она может сегодня во многих областях успешно конкурировать с металлами, полимерами и даже керамикой. Древесина высокой плотности. . Процесс уплотнения осуществляется при температуре 150 градусов прессом горячего прессования. При этом происходит сжатие микроструктуры древесины, и в результате мы получаем древесину очень высокой плотности – примерно 1 кг/дм3». Как соединить древесину с полимером. Специалисты Лазерного центра в Ганновере предложили другой метод – естественно, с использованием лазера. Нужно представлять себе дело так, что пластмасса для лазерного луча прозрачна. Лазерный луч как бы смотрит сквозь пластмассу, не замечая её, но видит за ней древесину. И вот там-то, на этой границе, и концентрируется энергия лазера. Древесина нагревается и подплавляет пластмассу, так что в результате образуется прочное сварное соединение, имеющее существенные преимущества перед клееным.

Дизайнерские штучки

Заключение. Где бы ни применялась древесина, мастера всегда должны учитывать ее физико-механические свойства. Только тогда скрипка будет иметь чистый и красивый звук, рубленая изба проживет не один десяток лет, долго не сотрется паркетный пол, мебель будет радовать красотой текстурного рисунка, не сломаются на ухабах лыжи... В наше время особенно необходимо разумно использовать данное нам природой лесное богатство. Беречь его от пожаров и нелегальных вырубок. Каждый человек на земле должен вырастить хотя бы одно дерево.

Используемая литература Геннадий Федотов «Дерево. Практическое руководство» http://technologys.info/ http://www.woodmagic.ru/taini/stroenie/ др.сайты