Дърво - Велика съветска енциклопедия
Дърво и нататък,ксилем (от гръцки x ý lon - дърво), сложна тъкан от дървесни и тревисти растения, която провежда вода и минерални соли, разтворени в нея; част от съдовия сноп, образуван от прокамбий (първична дървесина) или камбий (вторична дървесина). Той представлява по-голямата част от ствола, корените и клоните на дървесните растения.
В дървесината на повечето двусемеделни и всички иглолистни растения могат да се разграничат растежни пръстени или годишни пръстени и радиални или сърцевинни лъчи. В рамките на един пръстен на растеж се разграничават ранни (пролетни) и късни (летни) зони, често наричани съответно ранна и късна дървесина. По радиалните лъчи хранителните вещества се придвижват до местата на тяхното отлагане. Размерите и съотношението на елементите, които изграждат дървесината, варират в зависимост от условията на отглеждане и позицията на дървесината в стъблото. При неблагоприятни условия (прекомерна влага, липса на вода в почвата, силно засенчване, насекоми, които ядат листа), се образуват тесни слоеве на растеж. Дървесината на двусемеделните растения се състои от следните видове клетки: съдови сегменти (трахеи), трахеиди, механични влакна (либриформ), дървесен паренхим и редица други елементи, които са преходни форми между тях (фиг. 2). Комбинациите в размера и разположението на дървесните елементи (например диаметърът на съдовете в различните видове варира от 0,0015 mm в чемшир и аралия до 0,5 mm в дъб) създават разнообразие от структурата му (Фиг. 3): дифузно-съдови - съдове с почти еднакъв диаметър по целия растежен пръстен, техният брой в ранните и късните зони е почти еднакъв (бреза, клен); пръстеновидно-съдов - диаметърът на съдовете в ранната зона на пръстена е много по-голям, отколкото в късния (дъб, бряст, маклюра). Съдовете могат да бъдат подредени поотделно (дъб) или в групи (ясен, бреза, трепетлика),образувайки в този случай оградени пори в точките на контакт. В този случай трахеидите губят своята водопроводна функция по време на еволюцията и се заменят с либриформени влакна (дървесината на пепелта например се състои от съдове, дървен и лъчев паренхим и либриформени влакна). Дървото също се различава по естеството на свързване на сегментите на съдовете, формата на перфорация (проста, стълба и т.н.), местоположението му, формата на сегмента, височината и ширината на медуларния лъч и формата на неговите клетки. Дървесината на голосеменните, включително иглолистните, се състои само от трахеиди (липсват съдове), малко количество дървесен паренхим и медуларни лъчи. В някои родове (кипарис, хвойна) сърцевините (хомогенни) се състоят от еднакви паренхимни клетки; в други (бор, смърч, лиственица) разнородните лъчи също имат лъчеви трахеиди, преминаващи по протежение на лъча (фиг. 4). Структурата на гредата, формата на клетките, броят и размерът на техните пори са важни за определяне на вида на дървесината. Някои видове (бор, смърч, дугласка ела и лиственица) имат проходи от смола в дървесината.
Химическият състав на дървесината.Абсолютно сухата дървесина от всички видове съдържа средно (в%): 49,5 въглерод; 6.3 водород; 44,1 кислород; 0,1 азот. В дървото клетъчните мембрани представляват около 95% от масата. Основните компоненти на черупките са целулоза (43-56%) и лигнин (19-30%), останалите: хемицелулози, пектини, минерали (главно калциеви соли), малко количество мазнини, етерични масла, алкалоиди, гликозиди и др. Всички дървесни клетки се характеризират с лигнификация - импрегниране на черупките с лигнин. Има повече от 70 реакции на лигнификация (например флороглюцинол с концентрирана солна киселина дава малинов цвят). дървесина от някои дърветасъдържа танини (кебрачо), багрила (дърво, сандалово дърво), балсами, смоли, камфор и др.
Физическите свойства на дървотосе характеризират с неговия външен вид (цвят, блясък, текстура), плътност, влажност, хигроскопичност, топлинен капацитет и др. Дървесината като материал се използва в естествената си форма (дървен материал, дървен материал), както и след специална физична и химическа обработка (виж Дървесни материали). Важно декоративно свойство и диагностична характеристика е цветът на дървото, чиито характеристики варират в широк диапазон (цветен тон 578-585 nm, чистота на цвета 30-60%, лекота 20-70%). В дървесината на някои твърди дървета се наблюдава блясък, особено в радиалната част. Текстурата - моделът на дървото, образуван при рязане на анатомични елементи - е особено ефективен при твърда дървесина.
Дървесината съдържа свободна (в клетъчните кухини) и свързана (в клетъчните мембрани) влага. Влага на дърво
където W е съдържанието на влага в %, m е първоначалното тегло на пробата, m0 е теглото на пробата в абсолютно сухо състояние. Хигроскопичната граница (точка на насищане на влакната) е състоянието, при което дървото съдържа максимално количество свързана (хигроскопична) влага и няма свободна влага. Влажността, съответстваща на границата на хигроскопичност Wpg при t 20°C, е средно 30%. Повечето свойства на дървесината се влияят от промени в съдържанието на свързана влага. При достатъчно продължителна експозиция дървото придобива равновесно съдържание на влага Wp, което зависи от влажността j и температурата t на околния въздух (фиг. 5). Намаляването на съдържанието на свързана влага води до намаляване на линейните размери и обема на дървесината - свиване. Свиване
където Yw е свиването в %, arg е размерът (обемът) на пробата приграница на хигроскопичност, aw е размерът (обемът) на пробата при дадена влажност W в диапазона 0–Wpg. Пълно (с отстраняване на цялата свързана влага) свиване в тангенциална посока за всички скали 6-10%, в радиална посока 3-5%, по протежение на влакната 0,1-0,3%; общо обемно свиване 12-15%.
С увеличаване на съдържанието на свързана влага, както и с абсорбирането на други течности от дървото, възниква подуване - явление, противоположно на свиването. Поради разликата в стойностите на радиалното и тангенциалното свиване по време на сушене (или намокряне) се наблюдава напречно изкривяване на дървен материал и заготовки. Надлъжното изкривяване е най-забележимо при нарязан дървен материал с дефекти в структурата на дървото. По време на процеса на сушене на дървесина, поради неравномерно отстраняване на влагата и анизотропия на свиване, възникват вътрешни напрежения, водещи до напукване на нарязан дървен материал и кръгъл дървен материал. След камерно сушене, поради остатъчни напрежения в дървото при механична обработка, зададените размери и форма на детайлите се променят. Дървесината е пропусклива за течности и газове, особено твърдата дървесина по протежение на беловината и по дължината на влакната.
Плътността на дървесното вещество при всички видове е еднаква (тъй като химичният им състав е еднакъв) и е приблизително 1,5 пъти по-голяма от плътността на водата. Поради наличието на кухини, плътността на дървесината е по-малка и варира значително в зависимост от вида, условията на растеж и позицията на дървесната проба в ствола. Плътност на дървесината при дадено съдържание на влага
където mw и vw са масата и обемът на пробата при дадено съдържание на влага W. С увеличаване на влажността плътността на дървесината се увеличава. Често за изчисления се използва индикатор, който не зависи от влажността - условна плътност:
където m0 е масата на пробата при W = 0, vmax е обемът при W > Wpg.
Специфичният топлинен капацитет на дървесината е практическизависи от породата и може да се намери от диаграмата (фиг. 6). Коефициентът на топлопроводимост l зависи от температурата, влажността, скалата (плътността), посоката на топлинния поток и се определя по формулата l = l nom × k r × kx, където l nom е номиналната стойност на коефициента на топлопроводимост, а k r и kx са коефициенти, които отчитат стойността на условната плътност r arb и посоката на топлинния поток в пробата. l nom се определя от диаграмата (фиг. 7), а някои стойности на коефициентите k r и kx са дадени в таблици 1 и 2. Температурните деформации на дървесината са много по-малки от свиването и набъбването и обикновено не се вземат предвид при изчисленията.
Някои от електрическите и акустичните свойства на дървото са показани в таблица 3. Иглолистна дървесина с ниска плътност (смърч) има високи резонансни свойства и се използва широко в музикалната индустрия.