Legno: Cos'è E Da Quali Caratteristiche Si Distingue? Struttura E Consistenza, Tipi E Funzione, Colore. Cosa è Incluso Nella Composizione Chimica? Applicazione

2024 Autore: Beatrice Philips | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-18 12:16

Il legno ha molte funzioni: viene utilizzato per costruire case e realizzare mobili, riscaldare le stanze con esso, ci circonda ovunque. Ma cos'è il legno dal punto di vista fisico o meccanico? Come si usa e che difetti ha?

Cos'è?

Il legno è chiamato materia prima naturale, che viene utilizzata per la produzione di vari tipi di prodotti e strutture. Se parliamo di questo materiale dal punto di vista della fisica, allora il legno è un tessuto vegetale, costituito da cellule che aderiscono l'una all'altra con un'alta densità . Per questo motivo, la struttura dell'albero è densa e resistente. Le cellule degli alberi (come qualsiasi altra cellula vivente) hanno un guscio. Contiene cellulosa, che rende il legno così resistente. Le cellule hanno la forma di un tubo - lungo e stretto, motivo per cui sono state chiamate fibre.

Il legno ha la capacità di trattenere il calore . Ciò è dovuto alla presenza di vuoti tra le cellule: sono loro che intrappolano il calore e lo accumulano. La forza e il peso incoerenti sono legati alla dimensione delle fibre. Più sono spessi, più resistente è il legno.

È più facile tagliare il legno nella direzione in cui si trovano le fibre. È più facile lavorare il legno di quelle specie in cui si trovano in parallelo . Gli aceri sono più difficili da elaborare, poiché la struttura dell'acero ha uno stretto intreccio di cellule fibrose. Ma non solo la cellulosa si trova nelle cellule del legno. Hanno anche una sostanza molto complessa e misteriosa chiamata lignina. Grazie a lui, le fibre sono collegate tra loro. Gli scienziati non sono ancora stati in grado di dedurre la formula chimica della lignina, è così complessa.

Il legno ha una tonalità e un odore unici che lo distingue dagli altri materiali . Entrambi sono dovuti alla presenza nella composizione di resine, oli, conifere - gomme e altre sostanze. Questi stessi elementi aiutano il legno a combattere il decadimento. Il legno è diviso in due tipi di specie: decidue e conifere. Entrambi i gruppi sono molto numerosi. Spicca un gruppo separato: alberi monocotiledoni, che includono una palma, bambù.

Alcune razze sono più preziose di altre. Il valore è aumentato da proprietà come resistenza, durata e presenza di una trama originale: un motivo. Le specie pregiate includono quercia, ciliegio, faggio e alcune altre.

Proprietà di base

Tutte le caratteristiche del legno si dividono in tre grandi gruppi: fisiche, tecnologiche e meccaniche.

Fisico

Quelle proprietà che durante i test non portano a cambiamenti nella composizione chimica del legno sono chiamate fisiche. Questi includono le seguenti caratteristiche:

• aspetto;
• livello di umidità e tutto ciò che riguarda le sue variazioni;
• conducibilità termica e ritenzione di calore;
• conduttività elettrica;
• isolamento acustico e tutto ciò ad esso connesso;
• cambiamenti che il materiale acquisisce dopo l'esposizione alle radiazioni elettromagnetiche.

Componenti come colore, brillantezza, texture e macrostruttura formano l'aspetto . Il colore è chiamato la sensazione visiva che rimane dopo che l'albero riflette un flusso di luce, o meglio, dalla composizione spettrale di questo riflesso. Il colore è estremamente importante per il legno. Ne sono guidati quando scelgono la razza con cui verrà decorata la stanza, da cui verranno realizzati mobili, strumenti musicali, generi decorativi e applicati, ecc.

Il colore di un albero dipende da molti fattori: razza, età, regione e clima dell'area in cui cresce. Il colore può cambiare sotto l'influenza del vento, del sole, dell'infezione fungina e dell'umidità, specialmente se l'albero è rimasto nell'acqua per molto tempo . Ma molte razze hanno un tono unico che può essere facilmente riconosciuto da uno specialista. La lucentezza è la proprietà di un albero di riflettere un flusso di luce. In alcune razze la lucentezza è più forte, in alcune è più debole. Tra le specie che crescono in Russia, la lucentezza più forte è nella quercia, nel faggio e negli alberi come l'acacia bianca.

La trama non è altro che il disegno di un albero . Diventa visibile dopo il taglio degli elementi anatomici (anelli annuali, raggi del nucleo, vasi). In base alla larghezza degli anelli di crescita e al contenuto di legno tardivo, viene valutata l'alta qualità. La larghezza dell'anello di crescita è il numero di strati contenuti in un centimetro, disposti radialmente all'estremità del legno.

Per capire quanta umidità è contenuta nel legno, abbiamo introdotto una caratteristica come l'umidità. Si esprime in percentuale: dalla massa dell'acqua nel legno alla massa del legno completamente essiccato.

Viene misurato con metodi diretti o indiretti. Il modo più semplice e affidabile per misurare il contenuto di umidità del legno è asciugarlo . Ci vuole tempo, ma la risposta è esatta. Per quanto riguarda i metodi indiretti, sono significativamente più veloci. Ad esempio, le misurazioni con un misuratore di umidità elettrico conduttometrico mostrano quanta acqua contiene un albero e qual è la sua conduttività elettrica. Ma l'accuratezza di tali metodi è bassa - un massimo del 30%, e quindi solo dove è stato inserito l'ago per la misurazione.

L'acqua nell'albero può essere libera e legata . Il primo può essere trovato nella cavità delle fibre e nello spazio tra le cellule. Il secondo è nella struttura della cellula, è trattenuto da legami fisico-chimici. Se l'acqua libera viene rimossa abbastanza facilmente dal legno, l'acqua legata è molto più difficile da rimuovere. Se il legname cambia forma durante l'essiccazione, il taglio o lo stoccaggio, si parla di deformazione. Qualunque sia la causa, porta alla comparsa di difetti del legno, quindi deve essere immagazzinato e lavorato secondo la tecnologia.

Il legno ha proprietà come l'assorbimento dell'umidità e il rigonfiamento (di conseguenza) . Questo dovrebbe essere preso in considerazione quando si lavora con lui. Non è sempre negativo, ad esempio, in tini o botti, la proprietà del legno di gonfiarsi e aumentare di dimensioni, per questo motivo aumenta la densità di adesione degli elementi in legno tra loro.

Il legno ha una densità misurata in chilogrammi per metro cubo (o grammi per centimetro cubo) . Diversi tipi di legno hanno la stessa densità di sostanza legnosa (è 1,53 g / cm3), ma diversa densità di legno completamente essiccato. Esistono diversi indicatori di densità: il legno bagnato ha una densità e il legno secco ne ha un'altra. Un albero ha una caratteristica come la porosità, cioè il grado di riempimento delle cavità vuote con l'aria. La porosità delle diverse rocce varia dal 40 all'80%.

L'indice di permeabilità indica quanta sostanza liquida o gassosa il legno è in grado di passare sotto l'influenza della pressione su di esso. Separatamente, tra le proprietà fisiche del legno si distinguono le proprietà termiche, che includono la capacità termica, la capacità di condurre il calore e di espandersi sotto la sua influenza, nonché la capacità di condurre la temperatura. L'albero ha la proprietà della conduttività elettrica, cioè una corrente elettrica lo attraversa . Più il legno è secco, peggio conduce l'elettricità e viceversa.

Tecnologico

Questa categoria di proprietà del legno include parametri come durezza, resistenza all'usura, tenacità, ritenzione di vari tipi di elementi di fissaggio e capacità di lavorare il materiale con utensili da taglio. La resilienza è la proprietà del legno di assorbire la forza applicata ad esso durante l'impatto senza modificare la struttura del materiale . L'elevata viscosità significa che occorre molta forza per rompere il campione.

La durezza si riferisce alla capacità del legno di resistere a un corpo più duro quando viene premuto . Il materiale più duro per le prove su legno e durezza è l'acciaio. La durezza viene determinata utilizzando la scala del dinamometro. La resistenza all'usura del legno è indicata dalla sua proprietà di resistenza all'usura durante il suo attrito contro una superficie con un rivestimento abrasivo. Esiste una formula speciale per calcolare il tasso di abrasione.

La capacità del legno di piegarsi è diversa per le diverse specie di alberi. Le migliori curve sono frassino, quercia, faggio, peggio - conifere. Il legno è in grado non solo di piegarsi, ma anche di spaccare. Se metti un chiodo troppo vicino al bordo, la proprietà sarà negativa e se tagli il legno, sarà positiva.

Meccanico

Il legno è in grado di resistere sotto l'azione delle forze applicate ad esso, cioè ha proprietà meccaniche. Questi includono forza, resistenza alla deformazione, proprietà tecnologiche e operative. Le proprietà meccaniche del legno sono determinate in prove come trazione, compressione, flessione e taglio . Il legno è classificato come materiale anisotropo, il che significa che ha proprietà diverse in direzioni diverse.

La resistenza ultima è il livello di stress massimo ammissibile che precede l'inizio della frattura del campione . Deve essere determinato su un campione privo di difetti, di piccole dimensioni e pulito. Per determinare la resistenza alla compressione del legno, è necessario un campione che abbia una forma prismatica.

La deformabilità è la capacità di sopportare carichi a breve termine senza modificare la forma originale . Grazie alla sua elasticità, il legno è in grado di tornare alla sua forma originale dopo carichi di breve durata. Il modulo elastico viene calcolato utilizzando una formula speciale. La struttura del legno è tale da potersi deformare sotto carichi costanti. È importante conoscere esattamente sia l'indice di resistenza che il limite di resistenza aggiuntiva, nonché il limite di resistenza (per i campioni sottoposti a carichi alternati).

Per confrontare una specie con un'altra è necessario conoscere le caratteristiche specifiche insite nelle proprietà meccaniche dei diversi tipi di legno. Ad esempio, le conifere hanno una forza specifica più elevata rispetto a quelle decidue. Hanno anche un indicatore di rigidità maggiore, ma tutte le altre caratteristiche specifiche sono inferiori.

Panoramica delle specie

Esistono molte specie di legno, quando si sceglie un materiale per la costruzione o la lavorazione, è necessario tenere conto delle caratteristiche e delle proprietà individuali di ciascuna. Il legno è diviso non solo in gruppi noti di specie decidue e conifere . Ad esempio, esiste una classificazione del legno per colore. A seconda della specie, i colori del legno differiscono. Il colore di un albero dipende da diversi fattori. Questa è la razza, l'età, la velocità con cui l'albero cresce e la quantità di coloranti che contiene.

Anche la luminosità è direttamente correlata a quest'ultimo fattore . L'alburno dell'albero (la parte esterna, che contiene le cellule viventi), il tono è sempre più chiaro di quello del nucleo. Nella parte centrale, in cui si concentrano tannini e resine, la tonalità è molto più scura. Di conseguenza, nel durame il legno è più scuro, nell'alburno è chiaro.

I primi includono larice, pino, frassino. Il secondo, con un nucleo stretto: betulla, pera, tiglio, ontano. Di quelli elencati, la betulla ha una tonalità di legno completamente bianca, mentre il resto ha un legnoso molto chiaro . Ciò è dovuto anche al fatto che l'amido è presente nell'alburno. L'alburno viene utilizzato per la produzione di assi per parquet.

Le conifere vengono utilizzate per creare legname e altri componenti dell'edificio . Hanno una struttura leggera e maneggevole. Un gran numero di conifere cresce in Russia. Per quanto riguarda i legni duri, vengono utilizzati per creare mobili e complementi d'arredo.

Alcune specie di alberi hanno un valore più alto, sono chiamate preziose . Il valore sta nel fatto che queste rocce hanno una resistenza molto più elevata, durano più a lungo e hanno uno schema unico. Queste varietà sono utilizzate per creare bellissimi mobili d'élite, assi di parquet, porte e altri oggetti decorativi. Costano tutti molto di più dei prodotti convenzionali della stessa categoria. Le specie pregiate domestiche includono ciliegio, quercia, pero, palissandro e legno di acero bianco o agrifoglio.

Il legno si distingue anche per segni di liquidità e illiquidità

• legno liquido - è utilizzato per le necessità domestiche. Il legname liquido è costituito da legname commerciale e legna da ardere. A sua volta, il legname commerciale include legname tondo e scheggiato, ma non include legna da ardere. Nella composizione del legno industriale si distinguono anche trucioli tecnologici e resina di monconi.
• Legno illiquido - uno che non può essere utilizzato per fini economici in quanto ha perso le sue qualità tecniche a causa di difetti naturali o di lavorazione.

Il pulpwood è chiamato un assortimento tondo o tritato da cui viene prodotta la cellulosa o la polpa di legno. La qualità di tale legno è determinata dalla varietà (di cui ce ne sono tre), nonché dalla freschezza.

Descrizione dei vizi

I difetti del legno sono chiamati quei difetti che ha. Questo vale per l'intero tronco e i suoi singoli elementi. Il difetto deve necessariamente degradare la qualità del legno, limitando la possibilità del suo utilizzo. Tutti i tipi di difetti e difetti sono elencati in GOST 2140-81 . Tutto ciò che si discosta dalla normale struttura del legno è considerato un difetto.

I vizi sono naturali, che sorgono indipendentemente dalla volontà di una persona (esposizione a fattori climatici, uccelli, insetti, roditori, batteri, ecc.) e vi sono difetti di lavorazione, che comprendono quei difetti che derivano da una lavorazione, conservazione o conservazione impropria del materiale.

I vizi possono essere sia condizionali che incondizionati. Tale difetto è considerato incondizionato, il che riduce significativamente la qualità del legname, come marciume o funghi . I nodi sono il difetto più comune, ma sono comuni anche i difetti strutturali del legno. Il tronco nodoso può essere utilizzato, ad esempio, per l'arredamento originale, ma non cessa di essere un vizio. La composizione ammissibile prevede non più di due nodi per metro di lunghezza del legname, mentre i nodi devono essere sani.

I difetti di lavorazione includono tutto ciò che ha danneggiato il legno durante l'impatto meccanico su di esso ., vale a dire - segare, raccogliere, immagazzinare, immagazzinare, trasportare, ecc. È a causa dell'impatto meccanico che il legno soffre più spesso, acquisendo svantaggi che inizialmente non aveva.

Applicazioni

Il legno è utilizzato in molti settori dell'industria, essendo uno dei materiali più rispettosi dell'ambiente e allo stesso tempo poco costosi.

come il carburante

Gli ultimi decenni hanno mostrato l'importanza di utilizzare minerali e risorse rinnovabili. Quest'ultimo comprende la legna da ardere utilizzata come combustibile. La crescita dell'uso della legna da ardere per il riscaldamento dei locali è stata registrata in tutto il mondo e la Russia non fa eccezione . Pellet di combustibile (pellet) e bricchette di combustibile sono prodotte in quasi tutte le regioni del paese dove ci sono foreste, non importa se conifere o latifoglie. Anche il carbone di legna divenne improvvisamente popolare, sebbene in precedenza fosse stato immeritatamente dimenticato. Ora è ampiamente usato nella vita di tutti i giorni e al lavoro.

Ma è impossibile utilizzare il legno come combustibile e fonte di energia senza alcuna restrizione. Esiste un numero enorme di regole e requisiti legalmente stabiliti, in relazione ai quali i cittadini non possono semplicemente raccogliere legna da ardere, anche per esigenze personali. La legna da ardere può essere acquistata solo da organizzazioni che dispongono dell'autorizzazione per questo tipo di attività, come l'abbattimento e il disboscamento.

Come materia prima

Le case di campagna nella stragrande maggioranza dei casi oggi sono costruite in legno. I vantaggi del legno sono innegabili: è ecologico, naturale, ha un aspetto attraente e consente di creare molti design, da una classica capanna russa a uno chalet alpino. Costruiscono in legno non solo case, ma anche bagni, saune, gazebo . Il legno viene utilizzato nella costruzione di alloggi e nelle strutture portanti, travi, soffitti. Negli insediamenti rurali, le case basse sono ancora costruite in legno - per 2 o 4 proprietari.

L'industria della lavorazione del legno sta ora cercando di aumentare la resistenza del legname segato all'umidità, al fuoco, alla resistenza e anche a migliorare la conformità del legno e dei pannelli alle norme edilizie . Ma allo stesso tempo, il legno dovrebbe rimanere un materiale naturale e traspirante, mantenere un motivo unico e il suo aroma intrinseco. Appaiono costantemente nuove tecnologie di lavorazione e costruzione, ad esempio la costruzione di case utilizzando la tecnologia del doppio legno è un fenomeno relativamente nuovo che sta guadagnando popolarità solo in Russia.

Oltre alla costruzione, il legno è ampiamente utilizzato come materiale strutturale per la produzione di mobili . - divani, sedie, tavoli, armadi e altro. Scale, ringhiere, platbands, balaustre, percorsi e marciapiedi nel giardino e altri elementi decorativi nella progettazione del paesaggio e negli edifici sono realizzati in legno.

Come materiale artigianale

Sia i dilettanti che i professionisti sono impegnati oggi nell'arte applicata. Il legno viene utilizzato per l'artigianato nelle sue forme più svariate: dalla segatura e le lastre alle barre e alle assi di parquet. Gli artigiani con le mani d'oro e da scatole di legno o pallet creeranno una sedia da giardino - Adirondack, che non sembrerà peggiore di una fabbrica . Dai tagli si ricavano sia originali percorsi pedonali in giardino, sia magnifici taglieri o quadri bruciati con un puzzle.

in lavorazione

Sebbene un albero sia una risorsa naturale rinnovabile, occorrono diversi decenni prima che una foresta si riprenda completamente. La deforestazione e gli incendi boschivi influiscono negativamente sulle condizioni climatiche e ambientali e riducono la quantità di risorse disponibili per l'uso . Pertanto, il legno viene riciclato per riutilizzarlo nella produzione, nonché per elaborare i rifiuti che ne derivano.

Facendo un buon uso dei residui e dei rifiuti generati dalla lavorazione del legno, è possibile salvare una grande quantità di foresta.

Il legno può essere suddiviso in commerciale e non commerciale . La prima comprende, ad esempio, le tavole lastra e sottosella. La seconda comprende tranciati e lastre, più precisamente i loro ritagli, segati di tronchi, pezzi vari e scarti di attività di falegnameria, e cortecce, segature, trucioli e polveri sono anche riferiti al legno non commerciale. Il legno commerciale viene utilizzato per creare nuovi prodotti. Non commerciale è soggetto a raccolta, elaborazione aggiuntiva e successivo smaltimento. Sebbene in relazione al legno non commerciale, sono in corso sviluppi e ricerche di modi di lavorazione. Ad esempio, trucioli e segatura vengono compressi, dopodiché vengono utilizzati per fare la lettiera per gatti.