На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


курсовая работа Химический состав дуба

Информация:

Тип работы: курсовая работа. Добавлен: 25.11.2012. Сдан: 2011. Страниц: 9. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


ВВЕДЕНИЕ 

     Лиственные породы занимают примерно около четверти площади всех лесов России. Отсюда ясно, что по распространению и хозяйственному значению лиственные породы уступают хвойным, превосходя их многочисленностью, разнообразием свойств и характером применения. Для центра европейской части России характерен процесс смены древесных пород: после рубки - вместо хвойных появляются лиственные (береза, осина и другие) породы. Значение древесины лиственных пород для этих районов возрастает, она может использоваться для целлюлозно-бумажной и гидролизной промышленности, для производства плит и других промышленных целей [1].
     Древесина ценных лиственных пород используется как декоративный материал (мебель, отделочные работы и другие). По строению древесины, оказывающему сильное влияние на ее свойства, лиственные породы делятся на две большие группы: кольцесосудистые и рассеяннососудистые, однако в технике более распространено деление лиственных пород по твердости древесины - на твердые и мягкие, причем все кольцесосудистые относятся к твердым породам, а рассеяннососудистые разделяются на твердые и мягкие. Малое хозяйственное значение многих лиственных пород определяется не столько свойствами древесины, сколько ограниченными запасами данной породы. На сегодняшний день лесная промышленность имеет одно из важнейших значений. Сейчас один житель планеты потребляет за год в среднем примерно 30 м погонных дерева в виде всевозможных деревянных изделий, мебели и отопления. Для этого ежегодно нужно вырубать 2,8 млрд деревьев [2]. Эти потери должны возобновляться путем плановых посадок молодых деревьев. Несмотря на все блага цивилизации и технические достижения, мы остаемся частью природы, живем по ее милости. Так продолжится и в будущем, поэтому беспечное и бесконтрольное расходование невосполнимых природных ресурсов — самая большая причина для тревоги.
     Целью данной работы является изучение химического  состава дуба.
     1 Биологические особенности дуба 

     В лесах России произрастают следующие  ботанические виды дуба: дуб черешчатый, или летний (Q. robur L. или Q. pedunculata Ehr.), дуб зимний (Q. petraca Liebl.), дуб пушистый (Q. pubescens Willd.) и дуб монгольский (Q. mongolica Fisch.); из них наибольшее распространение и значение имеет дуб летний (прочие виды имеют малое распространение и значение).
     Дуб – долгоживущее листопадное дерево с шаровидной раскидистой кроной, достигает высоты 40 м, живет до (500-1000) лет. Кора ствола и старых побегов с глубокими трещинами, буро-серая, кора у молодых побегов гладкая, оливково-бурая. Корень дуба мощный, ветвистый. Крона дуба раскидистая. Листья очередные, на концах побегов сближены попарно, на коротких черешках, в очертании обратнояйцевидные и перистолопастные по форме. Лопасти округлые, тупые. Листья голые, сверху – зелёные, блестящие, снизу – светлее. Цветки раздельнополые: тычиночные в поникающих тонких сережках, сидячие на удлиненном цветоносе. Плод – яйцевидный желудь, сидящий на дне чашечковидной деревянистой плюски, которая образуется из разросшегося околоцветника. Цветки однополые. Мужские собраны в повислые кисти (сережки), женские расположены в многочисленных чешуйчатых обертках. Цветёт дуб одновременно с распусканием листьев в конце апреля – начале мая; плоды созревают в сентябре – начале октября [3].
     Дуб черешчатый. Наиболее известный представитель  рода, широко распространенный в европейской части России и Западной Европе. Имеется во многих заповедниках европейской части России, Кавказа, Прибалтики, Крыма. Образует дубовые леса и входит в состав хвойно-широколиственных лесов разных типов на различных, но богатых почвах. Долговечное, очень мощное дерево до 50 м высотой, в сомкнутых насаждениях со стройным стволом, высоко очищенным от сучьев. Кора на стволах до 40 лет гладкая, оливково-бурая, позже серовато-бурая, почти черная. Листья сверху блестящие, голые, темно-зеленые, снизу светлее, иногда с редкими волосками. Растет медленно, наибольшая энергия роста в пять - двадцать лет. Средне светолюбив, благодаря мощной корневой системе ветроустойчив. Избыточное переувлажнение почвы не переносит, но выдерживает временное затопление до 20 дней. Предпочитает глубокие, плодородные, свежие почвы, но способен развиваться на любых, включая сухие и засоленные, что делает его незаменимым в зеленом строительстве многих областей России [4]. Обладает высокой засухо- и жароустойчивостью. Одна из наиболее долговечных пород, живет до (500 – 1500) лет [5].
     Чаще  всего в озеленении используют пирамидальную  форму дуба черешчатого. У дуба черешчатого имеются также другие, менее распространенные пурпурнолистные формы. Среди них «Purpurascens» с ярко-пурпурными молодыми листьями, которые позже принимают зеленую окраску и «Nigra» с более темно-пурпурными листьями, сохраняющими эту окраску в течение всего лета. У сорта «Fastigiata Purpurea» не только необычный цвет листвы, но и пирамидальная форма кроны. Эти формы подмерзают, но могут расти от широты Мо-
сквы  и южнее.
     Дуб пушистый. Дико произрастает в южном  Крыму, северной части Закавказья, Южной Европе и Малой Азии. Имеется в заповедниках Крыма. Значительно уступает по размерам предыдущим видам, до (8-10) м, с невысоким, извилистым стволом и широкой кроной, иногда даже кустарник. Растет медленно, свето- и теплолюбив, обитает на сухих каменистых склонах и почвах, содержащих известь. Хорошо переносит стрижку. Долговечен. Ценный вид для зеленого строительства в засушливых районах, растет на каменистых почвах, где другие виды не развиваются.
     Дуб монгольский. Дико произрастает в средней  и южной частях Дальнего Востока, в Восточной Сибире, Восточной  Азии. Имеется во многих заповедниках Дальнего Востока. Красивое дерево (20-30) м высотой, с шаровидной кроной и гладким серым стволом. Побеги голые. Растет медленно, средне светолюбив, довольно морозостоек, иногда страдает от поздних весенних заморозков. Пригоден для юга и юго-востока Сибири, средней и южной частей Дальне-
го Востока, включая Сахалин, в виде одиночных  и групповых посадок, не-
больших массивов и аллей.
     Также известны и другие породы дуба:
     - Дуб белый. Родина - восток Северной Америки.
     - Дуб болотный. Родина Северная Америка.
     - Дуб иволистный. Дико произрастает на востоке Северной Америки. 
     - Дуб каменный. Родина Средиземноморье, Южная Европа, Северная Африка, Малая Азия.
     - Дуб каштанолистный. Дико произрастает в Армении, на Кавказе и Северном Иране. Занесен в Красную книгу. Охраняется в Гирканском заповеднике.
     - Дуб красный, или северный. Растет в лесах, по берегам рек, где нет застоя воды в почве, к северу от тридцать пятой параллели Североамериканского материка, вплоть до Канады.
     - Дуб крупноплодный. Североамериканский вид.
     - Дуб крупнопыльниковый, или восточный (кавказский высокогорный). Дико произрастает на Кавказе и Ближнем Востоке. Имеется во многих заповедниках Кавказа.
     - Дуб пробковый. Происходит из западной части Средиземноморья.
     - Дуб скальный, или сидячецветный. Дико произрастает на Северном Кавказе, в Северном Крыму, на юге Прибалтики, в западной части Украины. Имеется во многих заповедниках Кавказа, Крыма, европейской части России.
     - Дуб шарлаховый. Родина Восток Северной Америки.
     - Дуб зубчатый. Родина Дальний Восток, Восточная Азия. Занесен в Красную книгу. Охраняется в заповедниках "Кедровая падь" и Дальневосточном морском.
     - Дуб Гартвиса. Родина Кавказ, Ближний Восток. Имеется в ряде заповедников Кавказа.
     К числу достоинств дуба следует отнести его устойчивость к дыму и газам. Принадлежит к породам, эффективно снижающим городской шум.  

     2 Свойства и строение дуба 

     Корень  – безлистный орган дерева, служащий для прикрепления дерева к почве  и извлечения из неё воды и растворенных в воде минеральных веществ, передаваемых через ствол к листьям (хвое). Место  перехода корня в ствол называют корневой шейкой. Совокупность всех корней дерева называют корневой системой. Некоторые виды деревьев имеют хорошо развитый стержневой (главный) корень, глубоко уходящий в почву. У других главный корень рано прекращает свой рост, и развиваются боковые корни и таким образом возникает поверхностная корневая система. Ствол – главный стебель, несущий на себе всю крону. Он составляет до (50-90) % объема дерева. Основными частями ствола являются кора, древесина  и сердцевина.  Кора – наружная часть стеблей и корней. Она является защитным слоем живых тканей ствола и корня от неблагоприятных явлений внешней среды. Древесина придает стволу механическую прочность, проводит воду от корней к листьям и сохраняет запасы питательных веществ, необходимых дереву для начал роста весной следующего года. Особую ценность представляет древесина стволов, используемая самых разнообразных потребностей народного хозяйства. Древесину ствола используют в строительстве, для изготовления целлюлозы в целлюлозно-бумажном производстве, для отопления. Лист – орган дерева, образующийся на ветви, основная роль которого – фотосинтез, то есть образование органических веществ из неорганических при помощи света, углекислого газа и воды. Лист служит для дыхания и транспирации. У большинства видов хвойных деревьев хвоя игловидная, линейная или чешуевидная и сохраняется на них по несколько лет. У рода лиственница хвоя опадает ежегодно  и развивается весной вновь. Помимо своего прямого назначения, листья и хвоя многих деревьев используются в химической промышленности – для изготовления хвойной витаминной муки, средств для отпугивания и уничтожения насекомых, борьбы с грибами и вирусами, лечебные экстракты, эфирные масла.
     Строение  и свойства древесины обычно изучают на трех главных раз-
резах ствола: поперечном и двух продольных: радиальном и тангенциальном.
          Поперечный (торцовый) разрез образуется  при сечении ствола плоскостью, перпендикулярной его оси. Радиальный разрез образуется при сечении ствола плоскостью, проходящей вдоль его оси через сердцевину, то есть по радиусу торца ствола, а тангенциальный разрез – продольной плоскостью, направленной по касательной к окружностям годичного прироста древесины, то есть по хорде торца ствола.
     На  поперечном, а также на радиальном разрезах видны три основные части ствола: сердцевина, древесина и кора. Древесина занимает наибольшую по массе часть ствола, находящуюся между корой и сердцевиной. Сердцевина представляет собой небольшое пятнышко, расположенное примерно в центре поперечного сечения ствола.
     В древесине некоторых пород внутренняя зона окрашена темнее наружной. Темноокрашенная зона, которая у хвойных пород отличается также меньшим содержанием влаги в свежесрубленном состоянии, называется ядром, а светлая наружная - заболонью. Такие породы называются ядровыми. Ядровые породы отличаются по размерам заболони. Среди безъядровых пород имеются спелодревесные и заболонные.
     На  поперечном разрезе ствола можно увидеть концентрические слои, окружающие сердцевину. Каждое такое кольцо представляет собой прирост древесины за вегетационный период и называется годичным слоем. На радиальном разрезе годичные слои заметны в виде продольных прямых полос, а на тангенциальном разрезе они образуют извилистые, гиперболического вида линии. Годичные слои особенно хорошо видны у хвойных, достаточно четко выделяются у кольцесосудистых лиственных пород.
     На  поперечном разрезе у ряда лиственных пород хорошо видны светлые, блестящие  или матовые полосы, расходящиеся от сердцевины к коре по радиусам и называемые сердцевинными лучами.
     На  границе между древесиной и корой  находится тонкий, неразличимый невооруженным  глазом слой, называемый камбием. Камбий выполняет важную роль, обусловливая прирост в толщину древесины и коры. Сердцевина сравнительно редко находится в геометрическом центре сечения ствола; обычно она более или менее смещена в сторону, занимая эксцентрическое положение. Диаметр сердцевины большей частью колеблется в пределах (2—5) мм; у многих пород она округлая или овальная, у ольхи треугольная, у ясеня четырехугольная, у тополя пятиугольная, у дуба звездчатая. На продольном разрезе направление сердцевины у хвойных пород более или менее прямое, у лиственных — извилистое; по высоте ствола диаметр сердцевины, наименьший у пня, увеличивается вверх по стволу до кроны, а в пределах, кроны снова уменьшается.
     Кора  на поперечном разрезе ствола имеет  форму кольца, окрашенного обычно значительно темнее древесины. В толстой коре на взрослых деревьях можно различить два слоя с постепенным или резким переходом от одного к другому: наружный, называемый коркой (его назначение предохранять дерево от резких колебаний температуры, испарения влаги и механических повреждений), и внутренний, непосредственно прилегающий к камбию и древесине, лубяной, особенно хорошо развитый и заметный у липы; назначение его в растущем дереве — проводить органические питательные вещества вдоль ствола [6].
     У молодых деревьев кора гладкая, иногда покрыта тонкими опадающими чешуями, при утолщении ствола в коре появляются трещины, углубляющиеся с возрастом. По характеру поверхности кора может быть гладкой, бороздчатой, чешуйчатой, волокнистой и бородавчатой. С каждым годом толщина коры увеличивается. Однако вследствие малой величины годичного прироста и постепенного отпада наружных слоев в виде чешуи кора никогда не достигает такой толщины, как древесина. По отношению к объему ствола кора у наших лесных пород составляет от 6 до 25 %, в зависимости от породы, возраста дерева и условий произрастания.  

     2.1 Химический состав дуба 

     В состав деревьев входит вода и так  называемое сухое вещество, пред-
ставленное  органическими и минеральными соединениями. Соотношение между количеством воды и сухого вещества в деревьях изменяется в широких пределах. Химический состав деревьев несомненно очень важен. Он зависит от различных факторов, например таких как: района и условий произрастания, возраста дерева, а иногда и времени рубки. Основными органами древесных растений являются корни, ствол и крона (ветви, листья, хвоя).  Данные о химическом составе дуба представлены в таблице 1. 

Таблица 1 – Химический состав дуба
Показатель Содержание, % от а. с. с.
 
Химический  состав коры дуба
Дубильные вещества (7-20)
Пентозаны (13 - 14)
Пектиновые  кислоты 6
Галловая  и Эллаговая кислоты 1,6
Флавонолы 0,4
Химический  состав листьев дуба
Дубильные вещества 5,3
Пентозаны 2,8
Химический  состав желудей дуба
Крахмал 40
Жирные  масла 5
Дубильные вещества (5-8)
Белки (2-3)
Химический  состав древесины дуба
Целлюлоза 31,83
Пентозаны 22,49
Дубильные вещества (8-10)
 
     Как видно из таблицы основным компонентом  коры и листьев дуба являются дубильные вещества, на долю которых приходится (7 – 20) % и 5,3 % соответственно. В коре содержится почти в четыре раза больше дубильных веществ, чем в листьях и почти в два раза больше чем в древесине дуба. Это говорит о том, что кора дуба является отличным дубителем и довольно широко используется в кожевенной промышленности для дубления сырой кожи.
     В коре молодых деревьев дуба содержатся дубильные вещества, образующиеся вследствие полимеризации катехинов. В коре дуба много пентозанов (13-14) %, пектиновых кислот 6 %. 1,6 % галловой и эллаговой кислот, флобафен, обусловливающий окраску отваров, есть флавонолы. В листьях дуба найдены: кверцетин, дубильные вещества и пентозаны. Желуди содержат крахмал (до 40%), жирные масла (до 5 %), дубильные вещества (5-8 %), белки, аминокислоты, сахара. Древесина содержит целлюлозу – 31,83 %, пентозаны – 22,49 %, лигнин – 21,42 %, дубильные вещества (8-10) %. Древесина состоит из органических веществ, в состав которых входят углерод С, водород Н, кислород О и немного азота. Элементный химический состав древесины разных пород практически одинаков. В среднем абсолютно сухая древесина независимо от породы содержит 49,5 % углерода, 44,2 % кислорода (с азотом) и 6,3 % водорода. Азота в древесине содержится около 0,12 %. Элементный химический состав древесины ствола и ветвей мало различается. Так в древесине ствола 6,7 % углерода, 4,3 % кислорода и 0,7 % водорода, а в древесине ветвей – 6,4 %, 4 %, 0,5 % соответственно. Условия произрастания также практически не отражаются на содержании основных элементов. Кроме органических веществ, в древесине есть минеральные соединения, дающие при сгорании золу, количество которой колеблется в пределах (0,2—1,7) %. У одной и той же породы количество золы зависит от части дерева, положения в стволе, возраста и условий произрастания. Больше золы дают кора и листья; так, стволовая древесина дуба дает 0,35 %, листья — 3,5 % и кора — 7,2 % золы. Древесина верхней части ствола дает золы больше, чем нижняя; это указывает на большое содержание золы в древесине молодого возраста [7].
     В состав золы входят главным образом  соли щелочноземельных металлов. В золе из древесины содержится свыше 40 % солей кальция, свыше 20 % солей калия и натрия и до 10 % солей магния. Часть золы (10—25) % растворима в воде (главным образом, щелочи — поташ и сода). В прежнее время поташ К2СО3, употребляемый в производстве хрусталя, жидкого мыла и других веществ, добывали из древесной золы. Зола от коры содержит больше солей кальция (до 50 %), но меньше солей калия, натрия и магния. Входящие в состав древесины и названные выше основные химические элементы (С, Н и О) образуют сложные органические вещества [8].
     Главнейшие  из них образуют клеточную оболочку (целлюлоза, лигнин, гемицеллюлозы —  пентозаны и гексозаны) и составляют (90—95) % массы абсолютно сухой древесины. Остальные вещества называются экстрактивными, т. е. извлекаемыми различными растворителями без заметного изменения состава древесины; из них наибольшее значение имеют дубильные вещества и смолы. Целлюлоза относится к органическим соединениям (полисахаридам), не содержащим в своем составе азота, родственным крахмалу и сахару; она обладает нейтральной реакцией. Формула целлюлозы следующая: (С6Н10О5)n, где n — коэффициент полимеризации. Макромолекула целлюлозы имеет нитевидную форму (цепная молекула) и состоит из n остатков глюкозы, соединенных главными валентностями в длинный ряд, в котором каждый из остатков глюкозы повернут относительно соседних остатков на 180°. В состав макромолекул входит (200 – 3500) остатков глюкозы. Диаметр такой макромолекулы около 5,7 А°, а длина (1х10-5 - 1,8х10-4) см.
     Гемицеллюлоза. Этим понятием объединяется группа веществ, близких по химическому составу к целлюлозе, но отличающихся от нее способностью легко гидролизоваться и растворяться в разбавленных щелочах. Гемицеллюлозы представляют собой главным образом полисахариды: пентозаны и гексозаны с пятью или шестью атомами углерода в основном звене. Степень полимеризации гемицеллюлоз значительно меньше, чем целлюлозы, цепочки молекул короче. При гидролизе полисахаридов гемицеллюлоз образуются простые сахара (моносахариды); гексозаны переходят в гексозы, а пентозаны — в пентозы. Обычно из древесины не получают гемицеллюлоз в виде товарных продуктов. Однако при химической переработке древесины они широко используются для получения многих ценных веществ. Например, при нагревании древесины с соляной кислотой концентрацией 12 % почти все пентозаны (93—96) % переходят в простые сахара — пентозы — и после отщепления от каждой молекулы моносахарида трех молекул воды образуется фурфурол — продукт, широко применяемый в промышленности. В растущем дереве гексозаны — запасные вещества, а пентозаны выполняют механическую функцию.
     Лигнин. Кроме углеводов (целлюлозы и гемицеллюлоз), в состав клеточной оболочки входит ароматическое соединение — лигнин, которое отличается высоким содержанием углерода. Целлюлоза содержит 44,4 % углерода, а лигнин (60—66) %. Лигнин менее стоек, чем целлюлоза, и легко переходит в раствор при обработке древесины горячими щелочами, водными растворами сернистой кислоты или ее кислых солей. На этом основано получение технической целлюлозы. Лигнин получается в виде отходов при варке сульфитной и сульфатной целлюлозы, при гидролизе древесины. Содержащийся в черных щелочах лигнин в основном сжигается при регенерации. Лигнин используется в качестве пылевидного топлива, заменителя дубильных веществ, в производстве крепителей формовочных земель (в литейной промышленности), пластических масс, искусственных смол, для получения активированного угля, ванилина и др. Однако вопрос о полном квалифицированном химическом использовании лигнина пока еще не решен. Из остальных органических веществ, содержащихся в древесине, наибольшее промышленное использование получили смолы и дубильные вещества.
     Смолы. Эту группу веществ принято делить на нерастворимые в воде смолы (жидкие и твердые) и камедесмолы, содержащие растворимые в воде камеди. Среди жидких смол наибольшее значение имеет живица, которую получают из древесины (иногда из коры) хвойных пород в результате подсочки. Подсочка ведется следующим образом. Осенью на очищенном от грубой коры участке ствола специальными инструментами проводится вертикальный желобок, а с наступлением теплой погоды весной систематически снимаются направленные под углом 30° к желобку полоски коры и древесины и образуются так называемые подновки. Глубина подновок обычно (3—5) мм. Рана, наносимая дереву при подсочке, называется каррой.
     Дубильные вещества или танниды. Этим понятием объединяются все ве-
щества, которые обладают свойствами дубить сырую кожу, придавая ей стойкость против гниения, эластичность, способность не разбухать. Танниды растворимы в воде и спирте, обладают вяжущим вкусом, при соединении с солями железа дают темно-синюю окраску, легко окисляются. Дубильные вещества экстрагируют горячей водой из измельченной древесины и коры. Товарным продуктом является либо жидкий, либо сухой экстракт, который получают после упаривания раствора в вакуум-аппарате и сушки. Наиболее богата дубильными веществами древесина ядра дуба (6 — 11) % и каштана (6—13) %. В коре дуба, ели, ивы, лиственницы и пихты содержится (5 – 16) % таннидов. В наростах на листьях дуба — галлах содержится (35 – 75) % таннидов (одной из разновидностей дубильных веществ) [9].
     Химический  состав ранней и поздней древесины  в годичных слоях, т. е. содержание целлюлозы, лигнина и гемицеллюлоз, практически  одинаков; ранняя древесина содержит лишь больше веществ, растворимых в воде и эфире.
     По  высоте ствола химический состав древесины  меняется мало; так, в составе древесины дуба по высоте ствола не обнаружено практически ощутимых различий. Однако у дуба не обнаружено заметных различий в химическом составе древесины ствола и крупных ветвей; лишь в мелких ветвях найдено меньше дубильных веществ (8 % в стволе и 2 % в ветвях). Различие в химическом составе древесины заболони и ядра летнего дуба видно из таблицы 2.
     Главными  компонентами являются целлюлоза и  лигнин, на их долю приходится до 54 %  от общего содержания компонентов в ядре и до 53 % в заболони. 

Таблица 2 - Различие в химическом составе древесины заболони и ядра
Часть древесины Состав, % от а. с. с.
целлюлозы, свободной от пентозанов лигнина пентозанов дубильных веществ золы
           
Заболонь 31,52 22,35 19,47 3,9 0,58
Ядро 32,91 21,07 24,42 10,1 0,20
 
     Как видим из таблицы 2, заметное различие обнаружилось только в содержании пентозанов и дубильных веществ. Содержание дубильных веществ в ядре почти в три раза превосходит содержание их в заболони. Эти данные показывают нам, что дуб имеет достаточно высокую прочность в самом ядре. Поэтому наиболее ценная древесина находится ближе к сердцевине: она редко коробится и почти не растрескивается. Влияние условий произрастания на химический состав древесины изучено мало [9]. У дуба ширина заболони и число годичных слоев, входящих в ее состав по высоте ствола почти не меняется; в то же время процент площади поперечного сечения ствола, приходящийся на заболонь, увеличивается вверх по стволу. В раннем возрасте древесина всех пород состоит только из заболони и лишь с течением времени у некоторых пород образуется ядро. У одних пород образование ядра начинается рано (у дуба, например, на 8—12-й год) и заболонь бывает узкой, у других — значительно позднее (у сосны в возрасте (30—35) лет), что обусловливает наличие широкой заболони. С возрастом размеры ядра увеличиваются за счет перехода части заболонной древесины в ядровую. У дуба объем ядра при диаметре ствола 15 см составляет примерно 50 % объема заболони; при диаметре 30 см объем ядра в три - пять раз больше объема заболони, а при диаметре 60 см заболонь составляет всего 10 % ядра [10]. Влияние условий произрастания (типов леса) на развитие заболони в стволах летнего дуба: наиболее широкая заболонь, включающая (10—13) слоев, наблюдается в стволах дуба, произрастающего на солонцовых почвах, наименьшая (5 — 7 слоев) — в поймах; среднее положение по ширине заболони (7—9 слоев) занял дуб из нагорных дубрав. Это объясняется различными режимами влажности в упомянутых типах леса: чем больше влаги, тем раньше начинается образование ядра в стволах дуба, тем меньше ширина заболони. В растущем дереве заболонь служит для проведения воды вверх по стволу (из корней в крону) и для отложения запасных питательных веществ.  

     2.2 Физические свойства дуба 

     Образование ядра происходит различно в зависимости  от породы, возраста, условий произрастания и других факторов; в известной мере оно связано с жизнедеятельностью кроны. Процесс ядрообразования заключается в отмирании живых элементов древесины, закупорке водопроводящих путей, отложении смолы и углекислого кальция, пропитке дубильными и красящими веществами, в результате чего цвет ядровой древесины изменяется, увеличивается ее плотность, стойкость против гниения и механические свойства. Древесина ядра мало проницаема для воды и воздуха, что имеет положительное значение при изготовлении из нее тары под жидкие продукты и отрицательное — при пропитке древесины антисептиками (ядро обычно не пропитывается). В растущем дереве ядро играет главным образом механическую роль, придавая стволу необходимую устойчивость; вместе с тем ядро может служить хранилищем для воды (у дуба, вяза). Различия в свойствах ранней и поздней древесины у лиственницы и дуба приведены в таблице 3.
       Из данной таблицы видно, что поздняя древесина лиственницы и дуба примерно одинакова по всем представленным показателям. Ранняя древесина лиственницы по всем показателям в среднем меньше ранней древесины дуба в полтора раза. Поэтому древесина дуба имеет ценность в любом возрасте в отличие от древесины лиственницы. 
 

Таблица 3 - Различия в свойствах ранней и  поздней древесины
 
Порода
Зона  годичного слоя Плотность абсолютно сухого сырья г/см3 Объемная  усушка, % Предел  прочности, кг/см2 в комнатно-сухом состоянии при
растяжении  вдоль волокон статическом изгибе
 
Лиственница ранняя 0,383 12,4 442 483
поздняя 0,863 22,8 1510 2509
Дуб ранняя 0,500 16,4 660 714
поздняя 0,726 22,2 1526 1800
 
     По  ранней древесине годичных слоев  в растущем дереве происходит передвижение воды вверх по стволу, а поздняя древесина выполняет преимущественно механические функции. Так как поздняя древесина плотнее, тяжелее и тверже ранней, это видно из данных таблицы, от количества именно поздней древесины зависят цвет, плотность и прочность древесины в целом. Жесткость поздней древесины также значительно выше, чем ранней. Резкое различие строения и внешнего вида поздней зоны предыдущего годичного слоя и ранней древесины последующего слоя обусловливает более или менее ясную границу между годичными слоями и, следовательно, слоистое строение древесины в целом. Прочность при сжатии вдоль и поперек волокон понижается как с повышением температуры, так и повышением влажности древесины. Одновременное воздействие обоих факторов вызывает большее снижение прочности по сравнению с суммарным эффектом от их изолированного воздействия. Влияние влажности наблюдается до предела насыщения клеточных стенок, дальнейшее увеличение влажности практически не отражается на прочности, хотя ряд исследователей отмечали её снижение (на 10-15 %) и в этом диапазоне изменения влажности. Полученные показатели можно использовать в качестве исходных данных для расчетных сопротивлений натуральных элементов деревянных конструкций. Результаты испытаний древесины можно сравнивать лишь в том случае, если они выполнены по одной и той же методике; это вызывает необходимость стандартизации методов испытаний, так как иначе результаты испытаний, проводимых в разных местах, нельзя будет сравнивать и обобщать.
     Для проведения испытаний используют машины соответствующей мощности, позволяющие с заданной точностью определять величину приложенной к образцу нагрузки. Величина показателей механических свойств зависит от продолжительности действия нагрузок. В связи с этим при каждом виде испытаний следует придерживаться заданной скорости возрастания нагрузки. Нагружать образец можно не только вручную, по и при помощи механического привода. При испытаниях на сжатие вдоль волокон, растяжение и скалывание поперек волокон, а также на статическую твердость скорость перемещения нагружающей головки машины должна равняться 4 мм/мин. Испытания на статический изгиб, растяжение и скалывание вдоль волокон, а также на перерезание должны проводиться при скорости перемещения нагружающей головки 10 мм/мин. Для испытаний, связанных с измерением деформаций, нагружение проводится вручную.
     Окисление древесины в процессе горения  имеет значение, если она используется в виде топлива. Качество древесины как топлива оценивается теплотворной способностью. Массовой теплотворной способностью называется количество тепла, которое выделяется при полном сгорании единицы массы — 1 кг древесины. Если известен химический состав топлива, массовую теплотворную способность можно определить теоретическим путем, по формуле (1) Д. И. Менделеева:
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.