Kas ir koks un kāds tas ir?

Kokam ir daudz funkciju – no tā tiek celtas mājas un izgatavotas mēbeles, ar to silda telpas, tas mūs ieskauj visur. Bet kas ir koks fizikas vai mehānikas ziņā? Kā to var izmantot, un kādi trūkumi tam ir?

Koksni sauc par dabīgo izejvielu, ko izmanto dažāda veida izstrādājumu un konstrukciju ražošanai. Ja mēs runājam par šo materiālu no fizikas viedokļa, tad koksne ir augu audi, kas sastāv no šūnām, kas pielīp viena otrai ar augstu blīvumu. Šī iemesla dēļ koka struktūra ir blīva un izturīga. Koku šūnām (tāpat kā jebkurai citai dzīvai šūnai) ir apvalks. Tas satur celulozi, kas padara koksni tik izturīgu. Šūnas ir caurules formā - garas un šauras, tāpēc tām tika dots šķiedru nosaukums.

Kokam ir spēja saglabāt siltumu. Tas ir saistīts ar tukšumu klātbūtni starp šūnām - tie ir tie, kas aiztur siltumu un uzkrāj to. Nekonsekventa izturība un svars ir saistīti ar šķiedru izmēru. Jo tie ir biezāki, jo koks ir izturīgāks.

Koksni ir vieglāk sasmalcināt virzienā, kurā atrodas šķiedras. Vieglāk ir apstrādāt to sugu koksni, kurās tie atrodas paralēli. Kļavas ir grūtāk apstrādājamas, jo kļavas struktūrā ir cieša šķiedru šūnu savstarpēja saviešanās. Bet ne tikai celuloze ir atrodama koksnes šūnās. Tie satur arī ļoti sarežģītu un noslēpumainu vielu, ko sauc par lignīnu. Pateicoties viņam, šķiedras ir savienotas viena ar otru. Zinātniekiem vēl nav izdevies iegūt lignīna ķīmisko formulu, tā ir tik sarežģīta.

Kokam ir unikāls tonis un smarža, kas to atšķir no citiem materiāliem. Abas ir saistītas ar sveķu, eļļu, skuju koku - sveķu un citu vielu klātbūtni. Šie paši elementi palīdz koksnei cīnīties ar sabrukšanu. Koksne ir sadalīta divu veidu sugās - lapkoku un skujkoku. Abas grupas ir ļoti lielas. Atsevišķa grupa izceļas – viendīgļlapju koki, pie kuriem pieder palma, bambuss.

Visas koksnes īpašības ir sadalītas trīs lielās grupās: fizikālās, tehnoloģiskās un mehāniskās.

Tās īpašības, kas testēšanas laikā neizraisa izmaiņas koksnes ķīmiskajā sastāvā, sauc par fizikālajām īpašībām. Tie ietver šādas īpašības:

• izskats;
• mitruma līmenis un viss, kas saistīts ar tā izmaiņām;
• siltumvadītspēja un siltuma saglabāšana;
• elektrovadītspēja;
• skaņas izolācija un viss, kas ar to saistīts;
• izmaiņas, ko materiāls iegūst pēc elektromagnētiskā starojuma iedarbības.

Izskatu veido tādi komponenti kā krāsa, spīdums, tekstūra un makrostruktūra. Krāsu sauc par vizuālo sajūtu, kas paliek pēc tam, kad koks atspoguļo gaismas straumi, vai drīzāk, no šī atspulga spektrālā sastāva. Kokam krāsa ir ļoti svarīga.Viņi vadās pēc tā, izvēloties šķirni, ar kuru tiks iekārtota telpa, no kuras tiks izgatavotas mēbeles, mūzikas instruments, dekoratīvais un lietišķais žanrs utt.

Koka krāsa ir atkarīga no daudziem faktoriem – šķirnes, vecuma, reģiona un klimata apgabalā, kurā tas aug. Krāsa var labi mainīties vēja, saules, sēnīšu infekcijas un mitruma ietekmē, īpaši, ja koks ilgu laiku ir atradies ūdenī. Bet daudzām šķirnēm ir unikāls tonis, ko speciālists var viegli atpazīt. Spīdums ir koka īpašība atspoguļot gaismas plūsmu. Dažām šķirnēm spīdums ir spēcīgāks, dažās tas ir vājāks. No Krievijā augošajām sugām visspēcīgāk spīd ozols, dižskābardis, kā arī kokos, piemēram, baltā akācija.

Tekstūra ir nekas vairāk kā koka zīmējums. Tas kļūst redzams pēc anatomisko elementu nogriešanas (ikgadējie gredzeni, serdes stari, trauki). Pēc augšanas gredzenu platuma un vēlīnās koksnes satura tiek novērtēts, cik tā ir kvalitatīva. Koka gredzena platums ir slāņu skaits vienā centimetrā, kas novietots radiālā virzienā koka galā.

To mēra ar tiešām vai netiešām metodēm. Vienkāršākais un uzticamākais veids, kā izmērīt koksnes mitruma saturu, ir to izžāvēt. Tas prasa laiku, bet atbilde ir precīza. Kas attiecas uz netiešajām metodēm, tās ir ievērojami ātrākas. Piemēram, mērījumi ar konduktometrisko elektrisko mitruma mērītāju parāda, cik daudz ūdens satur koks un kāda ir tā elektriskā vadītspēja. Bet šādu metožu precizitāte ir zema - maksimums 30%, un tad tikai tur, kur adata tika ievietota mērījumiem.

Ūdens kokā var būt brīvs un saistīts. Pirmo var atrast šķiedru dobumā un telpā starp šūnām. Otrais ir šūnas struktūrā, to notur fizikāli ķīmiskās saites. Ja brīvais ūdens no koksnes tiek noņemts diezgan viegli, tad saistīto ūdeni ir daudz grūtāk noņemt. Ja zāģmateriāli maina savu formu žāvēšanas, zāģēšanas vai uzglabāšanas laikā, to sauc par deformāciju. Neatkarīgi no tā, ko tas izraisa, tas izraisa koksnes defektu parādīšanos, tāpēc tas ir jāuzglabā un jāapstrādā atbilstoši tehnoloģijai.

Koksnei piemīt tādas īpašības kā mitruma uzsūkšana un uzbriešana (kā sekas). Tas jāņem vērā, strādājot ar viņu. Tas ne vienmēr ir negatīvs, piemēram, tvertnēs vai mucās koksnes īpašība uzbriest un palielināties, tādēļ palielinās koka elementu saķeres blīvums vienam ar otru.

Koksnes blīvumu mēra kilogramos uz kubikmetru (vai gramos uz kubikcentimetru). Dažādiem koksnes veidiem ir vienāds koksnes blīvums (tas ir 1,53 g/cm3), bet pilnīgi izžuvušai koksnei ir atšķirīgs blīvums. Ir vairāki blīvuma rādītāji - mitrai koksnei ir viens blīvums, bet sausai koksnei cits. Koksnei ir tāda īpašība kā porainība, tas ir, tukšo dobumu piepildīšanas pakāpe ar gaisu. Dažādu iežu porainība svārstās no 40-80%.

Caurlaidības indekss norāda, cik daudz šķidras vai gāzveida vielas koksne spēj izvadīt spiediena ietekmē. Atsevišķi starp koksnes fizikālajām īpašībām izšķir siltuma īpašības, kas ietver siltumietilpību, spēju vadīt siltumu un izplesties tās ietekmē, kā arī spēju vadīt temperatūru. Kokam ir elektrovadītspējas īpašība, tas ir, caur to iet elektriskā strāva. Jo sausāka koksne, jo sliktāk tā vada elektrību, un otrādi.

Šajā koksnes īpašību kategorijā ietilpst tādi parametri kā cietība, nodilumizturība, stingrība, dažāda veida stiprinājumu noturība un iespēja apstrādāt materiālu ar griezējinstrumentiem. Triecienizturība ir koka īpašība absorbēt tai trieciena laikā pielikto spēku, nemainot materiāla struktūru. Augsta viskozitāte nozīmē, ka ir nepieciešams liels spēks, lai salauztu paraugu.

Cietība attiecas uz koka spēju izturēt cietāku ķermeni, kad tas tiek nospiests. Cietāks materiāls koksnei un cietības pārbaudei ir tērauds. Cietību nosaka, izmantojot spēka mērītāja skalu. Par koksnes nodilumizturību liecina tās nodilumizturības īpašība berzes laikā pret virsmu ar abrazīvu pārklājumu. Nodiluma ātruma aprēķināšanai ir īpaša formula.

Koksne spēj izturēt tai pielikto spēku iedarbībā, tas ir, tai ir mehāniskas īpašības. Tie ietver izturību, izturību pret deformāciju, tehnoloģiskās un ekspluatācijas īpašības. Koksnes mehāniskās īpašības nosaka tādos testos kā stiepes, saspiešanas, lieces un bīdes. Koksne tiek klasificēta kā anizotrops materiāls, kas nozīmē, ka tai ir dažādas īpašības dažādos virzienos.

Galējā izturība ir maksimāli pieļaujamais sprieguma līmenis, kas ir pirms parauga lūzuma sākuma. Tas jānosaka uz parauga, kas ir bez defektiem, maza izmēra un tīrs. Lai noteiktu koksnes spiedes stiprību, nepieciešams prizmatiskas formas paraugs.

Deformējamība ir spēja izturēt īslaicīgas slodzes, nemainot sākotnējo formu. Pateicoties tās elastībai, koks pēc īslaicīgām slodzēm spēj atgūt sākotnējo formu. Elastības modulis tiek aprēķināts, izmantojot īpašu formulu. Koksnes struktūra ir tāda, ka tā var deformēties pastāvīgās slodzēs. Ir svarīgi precīzi zināt gan stiprības indeksu, gan papildu pretestības robežu, kā arī izturības robežu (paraugiem, kas pakļauti mainīgām slodzēm).

Koksnes sugu ir ļoti daudz, izvēloties materiālu būvniecībai vai apstrādei, jāņem vērā katra individuālās īpašības un īpašības. Koksne ir sadalīta ne tikai labi zināmās lapkoku un skujkoku sugu grupās. Piemēram, ir koksnes klasifikācija pēc krāsas. Atkarībā no sugas koksnes krāsas atšķiras. Koka krāsa ir atkarīga no vairākiem faktoriem. Šī ir šķirne, vecums, koka augšanas ātrums, kā arī tajā esošo krāsvielu daudzums.

Spilgtums ir tieši saistīts arī ar pēdējo faktoru. Koka aplievas (tā ārējā daļa, kas satur dzīvās šūnas), tonis vienmēr ir gaišāks nekā serdes tonis. Serdes daļā, kurā ir koncentrēti tanīni un sveķi, tonis ir daudz tumšāks. Attiecīgi sirsniņā koksne ir tumšāka, aplievas – gaiša.

Pirmie ir lapegle, priede, osis. Otrais, ar šauru serdi - bērzs, bumbieris, liepa, alksnis. No uzskaitītajiem bērzam ir pilnīgi balta koka nokrāsa, bet pārējiem ir ļoti gaišs koks. Tas ir saistīts arī ar to, ka aplievā ir ciete. Apmalku izmanto parketa dēļu ražošanai.

Skujkoki tiek izmantoti, lai izveidotu zāģmateriālus un citas celtniecības sastāvdaļas. Tiem ir viegla un viegli apstrādājama struktūra. Krievijā aug liels skaits skuju koku. Kas attiecas uz cietkoksnēm, tos izmanto mēbeļu un mēbeļu izgatavošanai.

Atsevišķām koku sugām ir lielāka vērtība, tās sauc par vērtīgām. Vērtība slēpjas tajā, ka šiem akmeņiem ir daudz lielāka izturība, tie kalpo ilgāk un tiem ir unikāls raksts. Šīs šķirnes tiek izmantotas, lai radītu skaistas elitāras mēbeles, parketa dēļus, durvis un citus dekoru priekšmetus. Tie visi maksā ievērojami vairāk nekā parastie produkti tajā pašā kategorijā. Pie vietējām vērtīgajām sugām pieder ķiršu, ozolkoka, bumbieru, rožkoka, kā arī baltās vai holly kļavas koksne.

Koksne izceļas arī ar likviditātes un nelikviditātes pazīmēm.

• Šķidra koksne - to izmanto mājsaimniecības vajadzībām. Šķidrie kokmateriāli sastāv no komerciāliem kokmateriāliem un malkas. Savukārt komerciālajos kokmateriālos ietilpst apaļkoki un šķeldoti, bet ne malka. Rūpnieciskās koksnes sastāvā izšķir arī tehnoloģiskās skaidas un celmu sveķus.
• Nelikvīda koksne - tāda, kuru nevar izmantot saimnieciskiem nolūkiem, jo ​​tā ir zaudējusi tehniskās īpašības dabisko defektu vai apstrādes defektu dēļ.

Par koka defektiem sauc tos defektus, kas tai ir. Tas attiecas uz visu bagāžnieku un tā atsevišķiem elementiem. Trūkumam noteikti jāsamazina koksnes kvalitāte, ierobežojot tā izmantošanas iespēju. Visu veidu defekti un defekti ir uzskaitīti GOST 2140-81. Viss, kas atšķiras no parastās koksnes struktūras, tiek uzskatīts par defektu.

Tikumi ir dabiski, kas rodas neatkarīgi no cilvēka gribas (ietekme uz klimatiskajiem faktoriem, putniem, kukaiņiem, grauzējiem, baktērijām u.c.), un ir apstrādes defekti, kas ietver tos defektus, kas rodas materiāla nepareizas apstrādes, uzglabāšanas vai uzglabāšanas rezultātā.

Tikumi var būt gan nosacīti, gan beznosacījuma. Šāds defekts tiek uzskatīts par beznosacījumu, kas ievērojami samazina zāģmateriālu kvalitāti, piemēram, puvi vai sēnītes. Mezgli ir visizplatītākais defekts, taču bieži sastopami arī koka konstrukcijas defekti. Grubuļoto bagāžnieku var izmantot, piemēram, oriģinālam dekoram, taču tas nepārstāj būt netikums. Pieļaujamā sastāvā ir ne vairāk kā divi mezgli uz vienu kokmateriālu garuma metru, savukārt mezgliem jābūt veseliem.

Apstrādes defekti ietver visu, kas sabojāja koksni mehāniski iedarbojoties uz to., proti - zāģēšana, novākšana, uzglabāšana noliktavā, uzglabāšana, transportēšana uc Tieši mehāniskās iedarbības rezultātā koksne cieš visbiežāk, iegūstot trūkumus, kādi tai sākotnēji nebija.

Koksne tiek izmantota daudzās rūpniecības jomās, kas ir viens no videi draudzīgākajiem un tajā pašā laikā lētākajiem materiāliem.

Pēdējās desmitgades ir pierādījušas, cik svarīgi ir izmantot atjaunojamos minerālus un resursus. Pēdējais ietver malku, ko izmanto kā degvielu. Malkas izmantošanas pieaugums telpu apkurei ir fiksēts visā pasaulē, un Krievija nav izņēmums. Degvielas granulas (granulas) un degvielas briketes tiek ražotas gandrīz visos valsts reģionos, kur ir meži – vienalga, skujkoku vai lapu koku. Arī ogles pēkšņi kļuva populāras, lai gan iepriekš tās bija nepelnīti aizmirstas. Tagad to plaši izmanto ikdienas dzīvē un darbā.

Lielākajā daļā gadījumu lauku mājas mūsdienās tiek celtas no koka. Koka priekšrocības ir nenoliedzamas: tas ir videi draudzīgs, dabisks, ar pievilcīgu izskatu un ļauj izveidot daudz dizainu - no klasiskas krievu būdiņas līdz kalnu namiņam. Viņi būvē no koka ne tikai mājas, bet arī pirtis, saunas, lapenes. Koksni izmanto mājokļu celtniecībā un nesošajās konstrukcijās, sijās, grīdās. Lauku apdzīvotās vietās joprojām tiek celtas mazstāvu mājas no koka - 2 vai 4 īpašniekiem.

Kokapstrādes nozare šobrīd cenšas palielināt mitruma, ugunsizturību, zāģmateriālu izturību, kā arī uzlabot kokmateriālu un dēļu atbilstību būvnormatīviem. Bet tajā pašā laikā kokam jāpaliek dabīgam, elpojošam materiālam, jāsaglabā unikāls raksts un tam raksturīgs aromāts. Nemitīgi parādās jaunas apstrādes un būvniecības tehnoloģijas, piemēram, māju celtniecība, izmantojot dubultkoksnes tehnoloģiju, ir salīdzinoši jauna parādība, kas tikai gūst popularitāti Krievijā.

Papildus celtniecībai koks tiek plaši izmantots kā strukturāls materiāls mēbeļu ražošanā. - dīvāni, krēsli, galdi, skapji un daudz kas cits. No koka ir izgatavotas kāpnes, margas, joslas, balusters, celiņi un ietves dārzā un citi dekoratīvie elementi ainavu dizainā un ēkās.

Ar lietišķo mākslu mūsdienās nodarbojas gan amatieri, gan profesionāļi. Koksne tiek izmantota amatniecībai visdažādākajos veidos - no zāģu skaidām un plātnēm līdz stieņiem un parketa dēļiem. Amatnieki ar zelta rokām un no koka kastēm vai paletēm izveidos dārza krēslu - Adirondack, kas izskatīsies ne sliktāk kā rūpnīcas. No griezumiem tiek iegūti gan oriģināli pastaigu celiņi dārzā, gan krāšņi griešanas dēļi vai ar finierzāģi sadedzināti attēli.

Lai gan koks ir atjaunojams dabas resurss, mežam ir vajadzīgas vairākas desmitgades, lai pilnībā atjaunotos. Mežu izciršana un meža ugunsgrēki negatīvi ietekmē klimatiskos un vides apstākļus un samazina izmantošanai pieejamo resursu apjomu. Tāpēc koksne tiek pārstrādāta, lai to atkārtoti izmantotu ražošanā, kā arī pārstrādātu radušos atkritumus.

Koksni var iedalīt biznesa un nekomerciālajā. Pirmajā ietilpst, piemēram, plātnes un zemseglu dēļi. Otrajā ietilpst finieris un plātnes, precīzāk, to atliekas, baļķu zāģējumi, dažādi gabali un atgriezumi no galdniecības darbībām, kā arī miza, zāģu skaidas, skaidas un putekļi tiek attiecināti arī uz nekomerciālu koksni. Komerciālā koksne tiek izmantota jaunu produktu radīšanai. Neuzņēmējdarbība ir pakļauta savākšanai, papildu apstrādei un turpmākai iznīcināšanai. Lai gan saistībā ar nekomerciālo kokmateriālu tiek veikta izstrāde un apstrādes veidu meklēšana. Piemēram, skaidas un zāģu skaidas tiek saspiestas, pēc tam no tām izveido kaķu pakaišus.