Контрольная работа: Древесина и ее производные, применяемые в народном хозяйстве

Контрольная работа

По дисциплине:

«Древесиноведение с основами лесного товароведения»

Вариант 18

Санкт-Петербург

2008 – 2009 уч. год

Содержание

1. Введение

2. Теоретическая часть

3. Практическая часть

6. Заключение

7. Список используемой литературы

Введение

ДРЕВЕСИНОВЕДЕНИЕ, изучает строение древесины, ее пороки, химические, физические и механические свойства, методы их исследования, влияние различных факторов на свойства.

Древесина и ее производные находят широкое и разнообразное применение в народном хозяйстве страны. В большом количестве используется древесина в промышленном и гражданском строительстве, в железнодорожном транспорте, каменноугольной и горнорудной промышленности, для возведения линий связи и электропередачи. Древесина является основным сырьем для целлюлозно-бумажной промышленности. Она потребляется также в сельскохозяйственном машиностроении, судостроении, вагоностроении, в фанерном, спичечном и мебельном производствах, в лесохимической и гидролизной промышленности. В результате химической переработки древесного сырья получают такую ценную продукцию, как искусственный шелк, целлюлоза, пластмассы, фурфурол, спирт метиловый и этиловый, уксусная кислота, скипидар, канифоль, глюкоза и многое другое. Древесина в народном хозяйстве нашей страны имеет не меньшее значение, чем уголь, хлеб и металл.

Разумное использование лесных ресурсов возможно только путем организации широкой комплексной химической и химико- механической переработки древесины. В связи с этим большое значение имеет переработка отходов и неделовой древесины в технологическую щепу для производства целлюлозы, бумаги, картона, древесно-стружечных плит, для гидролизного производства и лесохимической переработки.

Для успешного решения поставленных задач инженеры- экономисты должны быть хорошо знакомы со строением и свойствами древесины, влиянием на них различных факторов, с методами повышения стойкости древесины, особенностями промышленного использования древесины различных древесных пород, произрастающих в СНГ и за рубежом. Необходимо знать разнообразные виды продукции, получаемые из древесины, их специфические особенности, пороки и дефекты обработки и их влияние на количественный и качественный выход сортиментов, правила маркировки, сортировки, укладки, обмера, учета и приемки лесоматериалов, а также методы рационального использования древесины и ее отходов, принципы и методы классификации и стандартизации лесных сортиментов.

Теоретическая часть

Вопрос 5. Годичные слои, сердцевинные лучи, их строение и вид на основных разрезах ствола у пород различных классов

Ответ: Годичный слой (годичное кольцо) (англ.- annual ring) - слой древесины, образовавшийся за один годичный сезон роста. Ширина годичного кольца зависит от породы и условий произрастания.

На радикальном разрезе годичные слои имеют вид продольных и прямых полос, на тангенциальном − извилистых конусообразных линий. Подсчитав годичные кольца, можно узнать, сколько лет прожило дерево.

На поперечном разрезе ствола можно видеть концентрические слои, расположенные вокруг сердцевины. Эти образования называются годичными слоями и в большинстве случаев представляют собой ежегодный прирост древесины. Годичные слои хорошо заметны у всех пород, но особенно хорошо у хвойных. На радиальном разрезе годичные слои имеют вид продольных полос, на тангенциальном — извилистых линий (Рис. 1). Годичные слои нарастают ежегодно от центра к периферии.Строение ствола схематически можно представить следующим образом: годичные слои накладываются один на другой, как сплошные конусы, имеющие общий стержень — сердцевину. Из приведенного рисунка видно, что число слоев по высоте ствола уменьшается. Это объясняется ростом дерева не только в толщину, но и в высоту. По числу годичных слоев можно определить возраст той части ствола, где прошел разрез. Ширина годичных слоев зависит от породы, условий произрастания, положения в стволе. У одних пород (быстрорасту­щих) годичные слои широкие, до 1—1,5 см (тополь, ива), удру-гихузкие, до 1 мм (самшит, тис). В нижней части ствола годичные слои более узкие, вверх по стволу ширина слоев увеличивается. У одной и той же породы ширина годичных слоев может быть различной. При неблагоприятных условиях роста (засуха, морозы, недостаток питательных веществ, заболоченные почвы) образуются узкие годичные слои. В отдельные годы образования годичных слоев может не происходить из-за недостатка питания, чрезмерной обрезки ветвей и пр. Иногда на двух противоположных сторонах ствола годичные слои имеют неодинаковую ширину. Например, у деревьев, растущих на опушке леса, на стороне, обращенной к свету, годичные слои имеют большую ширину, вследствие чего сердцевина смещена и ствол имеет эксцентричное строение. Некоторым породам свойственна неправильная форма годичных слоев. Так, у граба, можжевельника на поперечном разрезе наблюдается волнистость годичных слоев.

Рис. 1. Радиальный разрез годичных слоев

У многих пород видно, что каждый годичный слой состоит из двух частей (Рис. 2). Внутренняя часть, обращенная к сердцевине, окрашена светлее и отличается от наружной менее плотным строением. По времени образования внутреннюю часть называют ранне и, а наружную — поздней древесиной. Различие между ранней и поздней древесиной ярко выражено у хвойных и некоторых лиственных пород. Ранняя древесина служит для проведения воды вверх по стволу; поздняя древесина выполняет в основном механическую функцию. В зависимости от породы, возраста, условий произрастания, положения в стволе соотношение между ранней и поздней древесиной может резко изменяться. В стволе хвойных деревьев содержание поздней древесины в годичных слоях по радиусу ствола в направлении от сердцевины к коре увеличивается, достигает максимума, а затем уменьшается. По высоте ствола количество поздней древесины убывает в на­правлении от комля к вершине. От количества поздней древесины зависят цвет, плотность и прочность древесины.

Рис. 2. Две часть годичного слоя

Серцевинный луч (англ.- ray) - лентоподобное образование из клеток, направленное радиально по отношению к слоям роста.

На поперечном разрезе некоторых пород хорошо видны невооруженным глазом светлые, часто блестящие, направленные от сердцевины к коре линии − сердцевидные лучи. Сердцевинные лучи имеются у всех видов, но видны лишь у некоторых. Особенно хорошо сердцевинные лучи видны у дуба, бука, платана. Сердцевинные лучи служат для прохода в поперечном направлении по стволу воды, воздуха и органических веществ, вырабатываемых деревом.

Сердцевина находится в центре ствола и проходит по всей его длине. Она представляет собой рыхлую ткань, которая легко разрушается живыми организмами, состоит в основном из живых клеток, образующаяся за счёт деления клеток верхушечной образовательной ткани при росте дерева в высоту. Сердцевину не применяют в строительстве.

Сердцевинные повторения. На поперечном разрезе некоторых пород (бук, дуб) хорошо видны светлые, часто блестящие, направленные от сердцевины к коре по радиусам линии, называемые сердцевинными лучами (Рис. 3.). Сердцевинные лучи имеются у всех пород, но только лишь у некоторых они широкие и поэтому видны невооруженным глазом. По ширине сердцевинные лучи могут быть очень узкие, невидимые невооруженным глазом (у березы, осины, самшита, груши и всех хвойных пород); узкие, трудноразличимые (у клена, вяза, ильма, липы); широкие, хорошо видимые на поперечном разрезе. Различают настоящие широкие лучи (у дуба, бука, платана) и ложноширокие, состоящие из пучка близко расположенных узких лучей (у граба, ольхи, орешника). На радиальном разрезе лучи имеют вид поперечных блестящих широких или узких, коротких или длинных полос или черточек (в зависимости от совпадения направления разреза с направлением сердцевинного луча). По цвету лучи могут быть окрашены светлее или темнее окружающей древесины. На тангенциальном разрезе сердцевинные лучи имеют чечевиднообразную или веретенообразную форму. Высота их колеблется от50 мм (у дуба) до десятых долей миллиметра (у хвойных пород, самшита).

В растущем дереве сердцевинные лучи служат для проведения воды и питательных веществ в горизонтальном направлении и для хранения запасных питательных веществ в период покоя. Количество сердцевинных лучей зависит от породы: у лиственных пород их в 2—3 раза больше, чем у хвойных. В древесине хвойных пород объем сердцевинных лучей составляет 5—6%, а у лиственных — около 15%. Это объясняется тем, что лиственные породы на зиму сбрасывают листья и весной им требуется больше запасных питательных веществ для образования новых листьев. Сердцевинные лучи в срубленной древесине лиственных пород имеют декоративное значение; на радиальном разрезе (бук, платан, клен) они создают красивый рисунок.

На поперечном разрезе некоторых лиственных пород можно видеть темные пятнышки бурого, коричневого цвета, расположенные ближе к границе годичного слоя. Эти образования называются сердцевинными повторениями. Сердцевинные повторения напоминают по цвету сердцевину и представляют собой заросшие ходы насекомых. Они встречаются у березы, ольхи, осины, клена главным образом в нижней части ствола. Для некоторых пород сердцевинные повторения служат диагностическим признаком при определении породы древесины (особенно часто встречаются у березы).

На поперечном разрезе некоторых пород хорошо видны невооруженным глазом светлые, часто блестящие, направленные от середины к коре линии – сердцевинные лучи. Они имеются у всех пород, но видны лишь у некоторых.

Сердцевинные лучи располагаются в стволе в радиальном направлении. Различают первичные и вторичные лучи. Первичные сердцевинные лучи начинаются от сердцевины и доходят до коры, вторичные начинаются недалеко от сердцевины и продолжаются до коры. По сердцевинным лучам в горизонтальном направлении перемещаются вода, питательные вещества и воздух. На поперечном разрезе ствола крупные сердцевинные лучи различимы в виде блестящих полосок, на радиальном разрезе - в виде полосок или пятен, а на тангентальном разрезе - в виде точек или полосок. Древесина хорошо раскалывается по направлению сердцевинных лучей. Сердцевинные лучи встречаются у большинства древесных пород, но их размер, вид и количество зависят от породы и условий роста. У деревьев, выросших на солнце, больше сердцевинных лучей, чем у тех, что росли в тени.

По ширине сердцевинные лучи могут быть очень узкие, невидимые невооруженным глазом (у самшита, березы, осины, груши и всех хвойных пород); узкие, трудноразличимые (у клена, вяза, ильма, липы); широкие , хорошо видимые невооруженным взглядом на поперечном разрезе. Широкие лучи бывают настоящие широкие ( у дуба, бука) и ложноширокие – пучки сближенных узких лучей ( у граба, ольхи, орешника). Ширина лучей колеблется от 0,015 до 0,6 мм.

Рис. 3. Сердцевинные лучи

Более наглядно сердцевинные лучи и годичные слои можно рассмотреть на поперечном разрезе ствола (Рис. 4).

Рис. 4. Поперечный разрез ствола

Поперечный разрез ствола:

1 - серцевина;

2 - серцевинные лучи;

3 - ядро;

4 - пробковый слой;

5 - лубяной слой;

6 - заболонь;

7 - камбий;

8 - годичные слои.

Вопрос 33. Как защитить пиломатериалы хвойных и лиственных пород от растрескивания при их хранении?

Ответ: Существуют специальные составы для защиты торцов лесо- и пиломатериалов от усушечного растрескивания и загнивания, подобные средства уже давно активно используются профессионалами.

Требования, предъявляемые к таким составам для защиты торцов древесины от растрескивания и загнивания, обозначены в следующих документах: ГОСТ 26910-86 "Составы влагозащитно-антисептические для защиты торцов лесоматериалов", ГОСТ 9014.2-79 "Лесоматериалы круглые. Защита влагозащитными и влагозащитно- антисептическими составами при хранении".

К сожалению, в настоящее время довольно сложно найти исчерпывающую информацию о специальных составах для защиты торцов древесины от усушечного растрескивания и загнивания. Специализированные источники содержат крайне мало сведений по этой теме.

Не исключено, что именно в силу недостаточной осведомлённости некоторые лесозаготовители и лесоэкспортёры в качестве влагозащитных торцевых замазок "по старинке" используют разнообразные материалы нецелевого назначения.

Так, для предупреждения растрескивания торцы древесины обмазывают масляной краской, пропитывают горячей олифой или битумными смолами, используют также воск, парафин, смесь олифы и извести, смесь древесной смолы и мела, цинковые белила или гашеную известь и т. п.

Такие замазки ограничивают испарение влаги с торцов древесины, препятствуя тем самым торцевому растрескиванию, и защищают торцы от внешней сырости.

Однако и такая защита обладает существенными недостатками: парафин, воск, битумные смолы перед применением необходимо подогревать, а для этого не всегда есть необходимые условия, кроме того, подобные составы способны плавиться под воздействием солнечных лучей.

Использование составов на основе мела, извести или цинковых белил может стать причиной износа и порчи пил в случае, если бревна в дальнейшем будут подвержены распиловке.

К тому же, очень важно, чтобы влагозащитный состав обладал и антисептирующими свойствами. В противном случае, запертая влага может лишь благоприятствовать развитию дереворазрушающих микроорганизмов.

Необходимо учитывать, что растрескиванию подвержена древесина как лиственных, так и хвойных пород. Усушенное растрескивание торцов происходит по причине различной скорости испарения влаги через боковые и торцевые поверхности, поскольку через торцы влага испаряется во много раз интенсивней, чем через боковую поверхность. Для предупреждения растрескивания и загнивания древесины, следует ещё на этапе заготовки пиломатериалов обработать торцы брёвен специальными составами. Такие составы снижают интенсивность испарения влаги через торцевые части и предотвращают увлажнение торцов древесины, приводящее к загниванию. Для защиты торцов лесоматериалов раньше использовали воск, парафин, битумные смолы, смесь олифы и извести, смесь древесной смолы и мела и т. п. Такие замазки, с одной стороны, ограничивают испарение влаги через них и тем самым препятствуют торцевому растрескиванию, а с другой - защищают торцы от внешней сырости. Недостатки такой защиты в следующем: парафин, воск, битумные смолы перед применением необходимо подогревать, а для этого не всегда есть необходимые условия, кроме того, подобные составы способны плавиться под воздействием солнечных лучей. В случае если влагозащитный состав, не обладает антисептирующими свойствами, не исключено, что запертая влага будет, лишь благоприятствовать развитию дереворазрушающих микроорганизмов. Для более надёжной защиты торцов лесоматериала от растрескивания и загнивания, специалисты рекомендуют использовать антисептики на водной основе.

Вопрос 78. Пороки строения древесины: свилеватость, сухобокость, прорость, водослой. Их влияние на качество древесины, способы измерения.

Ответ: Этот вид пороков древесины вызывается различными отклонениями от нормального строения, они могут выражаться в неправильном расположении волокон, неравномерном развитии годовых слоев или неправильном расположении частей ствола. Сердцевинная часть ствола, хотя она и является вполне нормальной частью дереза, также рассматривается в ряде сортиментов (главным образом в пиломатериалах) как порок, так как прилегающая к ней древесина обладает повышенной склонностью к растрескиванию.

Свилеватостью называется ненормальность строения древесины, выражающаяся в извилистом или путаном расположении волокон. Обнаруживается она по строению коры или по волнистому рисунку древесины (в круглом лесе) и по извилистому расположению годовых слоев (в пиломатериалах и фанере). Свилеватость встречается на деревьях всех пород, но чаще на лиственных; она может распространяться по всему стволу или на отдельных его участках, особенно часто развиваясь на комлевой части ствола вблизи корневой шейки. В зависимости от характера расположения волокон свилеватость различается двух видов — волнистая и путаная. Первая имеет более или менее правильное расположение волокон древесины, вторая характеризуется их беспорядочным расположением. Свилеватость снижает прочность древесины на изгиб, растяжение и сжатие и, наоборот, повышает сопротивление древесины раскалыванию к скалыванию в продольном направлении; обработку свилеватой древесины, особенно стружку и теску, она затрудняет, а сортность пиломатериалов и лущеной фанеры снижает.

Свилеватость некоторых пород древесины (орех, клен, береза, ясень), используемых для изготовления ножевой фанеры и некоторых поделок, является положительным показателем, поскольку путаное расположение волокон древесины придает ей красивую текстуру и большую прочность на раскалывание, что очень важно при изготовлении мелких токарных изделий.

При измерении этого порока древесины определяется его разновидность, а также ширина и длина свилеватой части поверхности в сантиметрах или долях ширины и длины сортимента.

Сухобокость древесины — одностороннее омертвление ствола, которое может возникать от ненормальных условий роста дерева или его повреждения (например, удаление коры); вызывает местное искривление годовых слоев и нарушает правильность формы круглых материалов. Сухобокость это, омертвевший в процессе роста дерева участок поверхности ствола, возникший в результате повреждений (ушиб, заруб). Сухобокость обычно лишена коры, вытянута по длине ствола, углублена по отношению к остальной его поверхности и по краям имеет наплывы в виде валиков древесины и коры, часто сопровождается развитием в прилегающей древесине засмолка и заболонных грибных окрасок, а также грибных ядровых пятен, полос и ядровой гнили, которые в этом случае бывают сильно смещены в наружные слои древесины.

Проростью называют заросший участок коры или мертвой древесины. В круглых материалах различается прорость открытая и закрытая, а у пиломатериалов — односторонняя и сквозная. Наличие прорости нарушает целостность древесины и сопровождается искривлением годовых слоев. Прорость, это зарастающая или заросшая рана, сопровождающаяся радиальной щелевидной полостью, как правило, заполненная остатками коры и омертвевшими тканями. Сопровождается развитием в прилегающей древесине засмолка, грибных ядровых пятен и полос, ядровой гнили.

Водослой представляет собой участок ядра или спелой древесины с повышенной влажностью и более темной окраской; встречается в комлевой части всех пород, но чаще у хвойных; на механическую прочность древесины ощутимого влияния не оказывает, но вызывает повышенную склонность к растрескиванию сортимента. Водослой, это участки ядра ненормальной темной окраски, возникшие в растущем дереве в результате резкого увеличения их влажности. Наблюдается на торцах свежесрубленной древесины в виде мокрых, темных, а зимой - мерзлых, стекловидных пятен различной формы и величены на продольных разрезах - в виде полос. При высыхании древесины темная окраска в большей или меньшей степени исчезает, но на поверхности появляются мелкие трещинки. Встречается на всех древесных породах, чаще на хвойных, и преимущественно в лесоматериалах из комлевой части ствола.

Вопрос 90. Технические свойства и промышленное применение древесины вяза, каштана, фисташки

Ответ: Вяз , ильм, берест (Ulmus) - Elm. Наибольшее значение имеют три вида: вяз гладкий (U. laevis) - European white elm, произрастает только в европейской части СНГ; вяз шершавый, или ильм горный (U. glabra) - Wych elm - распространен там же, где вяз, а также на Дальнем Востоке; берест (карагач), или вяз полевой (U. carpinifolia) - Common elm,, smooth-leaved elm - растет на юге европейской части СНГ и в Средней Азии.

Ильмовые - ядровые породы. Годичные слои хорошо различимы, на поперечном разрезе в поздней древесине видны светлые волокнистые непрерывные линии, направленные вдоль годичных слоев (у вяза, ильма) или под углом к ним (у береста). Древесина вяза имеет сравнительно широкую желтовато-белую заболонь, постепенно переходящую в светло-бурое ядро. Сердцевинные лучи у вяза заметны только на радиальном разрезе в виде коротких штрихов, они имеют одинаковый цвет с окружающей древесиной. Сердцевинные лучи можно обнаружить лишь по блеску.

У древесины ильма ядро темно-бурое, заболонь узкая. Сердцевинные лучи видны на поперечном разрезе, они создают характерную рябоватость. Берест по внешнему виду очень похож на ильм.

Древесина вяза, ильма и береста примерно одинакова по свойствам и применяется в одних и тех же областях: для производства мебели, строганого шпона, в машиностроении, обозном производстве. Древесина ильма и береста, обладающая красивой текстурой, используется преимущественно как отделочный материал, а также для художественных поделок (капы береста).

Каштан посевной, съедобный (Castanea sativa) - Sweet chestnut, произрастает на Кавказе. Каштан* - ядровая порода с узкой серовато-белой заболонью и серовато-бурым ядром. Мелкие сосуды в поздней зоне годичных слоев образуют радиальные группы в виде язычков пламени. Сердцевинные лучи узкие, незаметные. Древесина каштана по строению и внешнему виду очень похожа на древесину дуба, но не имеет, как последняя, широкий сердцевинных лучей. Однако по физико-механическим свойствам древесина каштана значительно уступает древесина дуба. Малые запасы древесины каштана ограничивают ее применение, она идет на изготовление клепки для бочек под вино, применяется в производстве строганого шпона и мебели. Древесина и кора каштана богаты дубильными веществами, вследствие чего все отходы используются для дубильно-экстрактного производства.

Фисташка (Pistacia) - Pistachio tree. В пределах СНГ произрастают два вида: фисташка туполистная, или кевовое дерево, (P. mutica) - Amblyophyllos pistachio (в Закавказье и в Крыму) и фисташка настоящая (P. vera) - в Средней Азии.

Фисташка относится к ядровым породам с широкой желтовато-белой заболонью, резко ограниченной от ядра, которое в свежесрубленном состоянии имеет зеленовато-бурый цвет. При камерной сушке или длительном хранении ядро становится красновато-бурым. Крупные сосуды закупорены тиллами. Мелкие сосуды в поздней зоне годичных слоев образуют косорадиальные линии. Сердцевинные лучи очень узкие, незаметные. В древесине по сердцевинным лучам проходит камедно-смоляные ходы, а в коре имеются вертикальные ходы.

Древесина очень плотная, твердая, износостойкая, трудно раскалывается, маслянистая на ощупь. Применяется в машиностроении.

Вопрос 108. Особенности стандартизации продукции из древесины

Ответ: Стандартизацией называется деятельность по установлению правил и характеристик в целях их добровольного многократного использования, направленная на достижение упорядоченности в сферах производства и обращения продукции и повышение конкурентоспособности продукции, работ или услуг ФЗ «О техническом регулировании» № 184-ФЗ от 27.12.2002 / Собрание законодательства Российской Федерации, 2002, № 52 (1). .

Стандартизация преследует выполнение таких задач, как повышение уровня безопасности жизни или здоровья граждан, имущества физических или юридических лиц, государственного или муниципального имущества, экологической безопасности, безопасности жизни или здоровья животных и растений и содействие соблюдению требований технических регламентов; повышение уровня безопасности объектов с учетом риска возникновения чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера; обеспечение научно-технического прогресса; повышение конкурентоспособности продукции, работ, услуг; рационального использования ресурсов; техническая и информационная совместимость; сопоставимость результатов исследований (испытаний) и измерений, технических и экономико-статистических данных; взаимозаменяемость продукции. Главная задача стандартизации состоит в создании системы нормативных документов. Стандарт - документ, в котором в целях добровольного многократного использования устанавливаются характеристики продукции, правила осуществления и характеристики процессов производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, выполнения работ или оказания услуг. Стандарт также может содержать требования к терминологии, символике, упаковке, маркировке или этикеткам и правилам их нанесения.

Стандартизация осуществляется в соответствии с такими принципами, как добровольное применение стандартов, максимальный учет при разработке стандартов законных интересов заинтересованных лиц, применение международного стандарта как основы разработки национального стандарта, за исключением случаев, если такое применение признано невозможным вследствие несоответствия требований международных стандартов климатическим и географическим особенностям РФ, техническим и (или) технологическим особенностям или по иным основаниям либо Россия в соответствии с установленными процедурами выступала против принятия международного стандарта или отдельного его положения, недопустимость создания препятствий производству и обращению продукции, выполнению работ и оказанию услуг в большей степени, чем это минимально необходимо для выполнения целей стандартизации, недопустимость установления таких стандартов, которые противоречат техническим регламентам, обеспечение условий для единообразного применения стандартов.

Стандартизация играет большую роль в развитии международного экономического, технического и культурного сотрудничества.

Одним из первых объектов государственной стандартизации, начавшей свое развитие в нашей стране с 1925 г., были лесоматериалы. В 1927 г. был утвержден первый государственный стандарт на круглые лесоматериалы хвойных пород. В последующие годы создавались стандарты на отдельные сортименты.

С ростом числа стандартов, содержащих множество норм и требований, возникли трудности в работе лесозаготовительной промышленности.

Поэтому в 1960 г. вместо 35 стандартов были созданы всего лишь два: на круглые лесоматериалы лиственных (ГОСТ 9462—60) и хвойных (ГОСТ 9463—60) пород. В них были по возможности унифицированы требования к размерам и другим показателям качества продукции лесозаготовок. В лесотехнической литературе эти стандарты получили название унифицированных. С некоторыми изменениями они действуют и в настоящее время.

Почти одновременно со стандартизацией круглых сортиментов начала проводиться стандартизация пилопродукции, а также других видов лесоматериалов. Следует подчеркнуть большую сложность работ по стандартизации лесоматериалов, обусловленную специфическими требованиями к ним со стороны широкого круга потребителей и многообразием сырьевой базы.

Несколько позднее были разработаны стандарты на фанеру. В середине 1960-х годов начали разрабатываться стандарты на древесино-стружечные плиты.

В стандартах предусмотрены ограничения использования древесины бука, кедра и других ценных пород, что способствует их экономии.

Для круглых сортиментов установлены обязательные прибавки к номинальным размерам — припуски, компенсирующие уменьшение длины при торцовке и разделке на более короткие сортименты. У пиломатериалов припуски учитывают отличие фактических размеров толщины и ширины от номинальных из-за усушки древесины.

Круглые сортименты подразделяют на сорта в зависимости от качества, которое определяется толщиной сортимента и наличием пороков древесины. Для пиломатериалов также установлено несколько сортов.

В стандартах на лесоматериалы указаны требования к степени обработки (круглые лесоматериалы могут быть окоренными и неокоренными, пиломатериалы могут быть обрезными и необрезными и т.д.), даны нормы допускаемых дефектов обработки. Для некоторых сортиментов в стандартах приведены нормы влажности древесины.

К документам в области стандартизации, используемым на территории России, относятся:

· национальные стандарты;

· правила стандартизации, нормы и рекомендации в области стандартизации;

· применяемые в установленном порядке классификации, общероссийские классификаторы технико-экономической и социальной информации;

· стандарты организаций.

Национальным органом Российской Федерации по стандартизации является Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии Министерства промышленности и энергетики РФ в лице своих комитетов. Агентство в пределах своей компетенции:

· утверждает национальные стандарты;

· принимает программу разработки национальных стандартов;

· организует экспертизу проектов национальных стандартов;

· обеспечивает соответствие национальной системы стандартизации интересам национальной экономики, состоянию материально-технической базы и научно-техническому прогрессу;

· осуществляет другие полномочия.

Национальные стандарты и общероссийские классификаторы технико-экономической и социальной информации, в том числе правила их разработки и применения, представляют собой национальную систему стандартизации. Национальные стандарты разрабатываются в установленном законом порядке и утверждаются национальным органом по стандартизации в соответствии с правилами стандартизации, нормами и рекомендациями в этой области.

Национальный стандарт применяется на добровольной основе равным образом и в равной мере независимо от страны и (или) места происхождения продукции, осуществления процессов производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, выполнения работ и оказания услуг, видов или особенностей сделок и (или) лиц, являющихся изготовителями, исполнителями, продавцами, приобретателями. Применение национального стандарта подтверждается знаком соответствия национальному стандарту.

Общероссийские классификаторы технико-экономической и социальной информации - нормативные документы, распределяющие технико-экономическую и социальную информацию в соответствии с ее классификацией (классами, группами, видами и другим) и являющиеся обязательными для применения при создании государственных информационных систем и информационных ресурсов и межведомственном обмене информацией.

Порядок разработки, принятия, введения в действие, ведения и применения общероссийских классификаторов в социально-экономической области (в том числе в области прогнозирования, статистического учета, банковской деятельности, налогообложения, при межведомственном информационном обмене, создании информационных систем и информационных ресурсов) устанавливается Правительством РФ.

Стандарты организаций, в том числе коммерческих, общественных, научных организаций, саморегулируемых организаций, объединений юридических лиц могут разрабатываться и утверждаться ими самостоятельно исходя из необходимости применения этих стандартов для целей стандартизации, для совершенствования производства и обеспечения качества продукции, выполнения работ, оказания услуг, а также для распространения и использования полученных в различных областях знаний результатов исследований (испытаний), измерений и разработок.

Порядок разработки, утверждения, учета, изменения и отмены стандартов организаций устанавливается ими самостоятельно.

Проект стандарта организации может представляться разработчиком в технический комитет по стандартизации, который организует проведение экспертизы данного проекта. На основании результатов экспертизы данного проекта технический комитет по стандартизации готовит заключение, которое направляет разработчику проекта стандарта.

Стандарты организаций применяются равным образом и в равной мере независимо от страны и (или) места происхождения продукции, осуществления процессов производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, выполнения работ и оказания услуг, видов или особенностей сделок и (или) лиц, которые являются изготовителями, исполнителями, продавцами, приобретателями.

Вопрос 130. Технологическая щепа хвойных пород для целлюлозно-бумажного производства

Ответ: Щепа технологическая является сырьем для производства целлюлозы, бумаги, картона. Изготавливается из ели или древесины хвойных пород в зависимости от ее марки (сорта). Марка щепы зависит от фракционного состава, наличия минеральных примесей, засоренности корой и гнилью. На лесозаводе обеспечивается качественная окорка сырья, сортировка щепы, контроль при производстве, что обеспечивает выпуск щепы высшей марки Ц-1 до 80%.

Несколько иные размеры щепы желательны при переработке древесины хвойных и лиственных пород. Для сульфитной целлюлозы из хвойных пород, предназначенной для бумаги, не следует использовать в больших количествах щепу короче 15 мм. Укорочение волокна древесины в такой щепе, вызванное рубкой, оказывает влияние на показатели прочности целлюлозы. Поэтому оптимальной длиной щепы при сульфитной варке считают для хвойных пород от 15 до 20 мм, для лиственных от 10 до 15 мм.

Щепа для целлюлозно-бумажного производства и производства древесноволокнистых плит должна быть без мятых кромок, угол среза должен быть равен 30 - 60°. Количество щепы, не соответствующей указанным требованиям, не должно превышать 30 % от объема партии. Для производства бисульфитной полуцеллюлозы на магниевом основании щепа из древесины сосны изготовляется отдельно от щепы других хвойных пород. Примесь других хвойных пород в сосновой щепе не должна превышать 25 %.

Действующий ГОСТ 15815—83 устанавливает следующие геометрические размеры щепы для целлюлозно-бумажного производства: длина в пределах от 15 до 25 мм, толщина не более 5 мм, ширина не регламентируется. Реальные размеры щепы изменяются в широких пределах и определяются целым рядом факторов, наиболее важными из которых являются физико-механические свойства измельчаемой древесины, режимы резания и конструктивные особенности рубительных машин. На практике длина щепы по волокну достигает 50 мм, толщина 12 мм, ширина колеблется в пределах от 2 до 60 мм. Для выравнивания щепы по размерам ее сортируют, удаляя чрезмерно крупные и мелкие частицы. Но даже и после сортировки щепа содержит частицы различных размеров. Количественное соотношение частиц определенных размеров в общей массе технологической щепы определяет ее фракционный состав. Частицы, близкие по своим геометрическим размерам, образуют какую-либо фракцию щепы. Различают кондиционную, крупную и мелкую фракции. Содержание частиц по фракциям регламентируется действующим стандартом.

Породы древесины используют в целлюлозно-бумажном производстве практически все, особенно для выработки полуцеллюлозы. Наиболее широкое применение находят сосна, ель, пихта, осина, береза и лиственница. Для выработки сульфитной и бисульфитной целлюлозы потребляется древесина ели и пихты с ограниченными примесями до 10 % лиственных пород. Древесная масса вырабатывается только из древесины ели и пихты без примеси лиственных пород. Технологическая щепа из ели и пихты высоко ценится, поэтому древесное сырье этих пород должно быть выделено на лесных складах из общего потока и переработано отдельно от других пород. Для выработки целлюлозы по сульфатному способу применяют все хвойные породы, однако щепа из древесины лиственницы должна поставляться отдельно. Массовая доля лиственных пород в щепе здесь должна составлять не более 10 %.

Вопрос 163. Лущеный облицовочный шпон

Ответ: Лущеный шпон – тонкий слой древесины заданной толщины в виде ленты, полученной при лущении чурака на лущильных станках. При этом цилиндрический отрезок древесины (чурак) совершает вращательное движение, а инструмент (нож) – поступательное движение в направлении оси вращения материала.

Лущеный шпон (ГОСТ 99) используется для изготовления слоистой клееной, декоративной фанеры, облицовки поверхности изделий из древесины. Его размеры приведены в таблице 1.

Таблица 1. Размеры лущеного шпона, мм

Лущеный шпон изготовляют из древесины березы, ольхи, клена, дуба, ясеня, бука, ильма, липы, осины, тополя, сосны, ели, пихты, лиственницы и кедра.

Лента шпона, получаемая в результате лущения, разрезается специальными ножницами на листы заданного формата, которые затем сушат, обрезают, сортируют и укладывают в стопы на хранение.

Лущеный шпон изготовляют следующих размеров: толщиной 0,35; 0,55; 0,75; 0,95; 1,15; от 1,5 до 4 мм с градацией 0,25 мм, шириной – от 150 до 700 мм с градацией 50 мм и от 700 до 2500 мм с градацией 50 мм и от 700 до 2500 мм с градацией 100 мм, длиной от 800 до 2500 мм с градацией 100 мм. Длину листов шпона измеряют по направлению волокон, а ширину – поперек волокон древесины.

Шпон изготавливается из лиственных и хвойных пород древесины. В зависимости от качества древесины и обработки шпон лиственных пород подразделяется на пять сортов: А, АВ, В, ВВ, С; шпон хвойных пород - на четыре сорта: АХ, АВХ, ВХ и СХ. Влажность шпона - 6±2%. Параметр шероховатости поверхности Rm по ГОСТ 7016 должен быть для шпона лиственных пород не более 200 мкм, для шпона хвойных пород - не более 320 мкм.

Шпон учитывается в кубических (отдельные листы с точностью до 0,00001 м3 и партия - до 0,01 м3) и квадратных (отдельные листы с точностью до 0,01 м2 и партия - до 0,5 м2) метрах.

Листы шпона рассортировываются по породам, сортам, по толщине, ширине, длине и упаковываются в пакеты массой не более 50 кг (пакет сверху закрывают обложками из листа фанеры или деревянными щитками).

В 1 м3 содержится шпона толщиной 0,55 мм - 1818,2 мм2, 0,75 мм - 1333,3 м2, 0,95 мм - 1052,6 м2, 1,15 мм - 869,6 м2, 1,50 мм - 666,7 м2.

Вопрос 189. Продукция переработки древесной зелени хвойных пород

Ответ: Несмотря на то, что общая фитомасса российских лесов огромна - 56 млрд. тонн (в том числе до 3 млрд. тонн древесной зелени), страна испытывает значительные трудности в обеспечении отраслей народного хозяйства древесиной и продукцией ее переработки. При традиционных способах заготовки и переработки древесного сырья, крайне низок уровень его использования - 25…30% общего запаса биомассы дерева.

Биомасса дерева состоит из разнообразных по строению и потребительским свойствам компонентов: стволовая древесина - 55; кора - 15; ветви, вершины, хвоя (листья) - 16; корни - 11; пни - 3%. В общем балансе отходов, образующихся в отраслях лесного комплекса, на долю элементов кроны приходится ежегодно 60…70 млн. куб. м, в том числе 20…30 млн. тонн древесной зелени (ДЗ).

Древесная зелень - специфический вид лесного сырья, в составе которого преобладают живые клетки хвои (листьев), молодых (перенхимных) побегов и коры. Как известно, в живых растительных клетках содержатся белки, углеводы, витамины, ферменты, желтые и зеленые пигменты, стерины, микроэлементы и другие вещества, которые необходимы для обеспечения жизнедеятельности растений, животных и человека. Значение химической переработки этого сырья с каждым годом возрастает, и в будущем можно ожидать только усиления этой тенденции.

Одним из наиболее перспективных направлений использования ДЗ является безотходная химическая переработка с получением биологически активных веществ (БАВ) кормового и лечебно-профилактического назначения. Успехи химии природных соединений и развитие биотехнологии за последние десятилетия открыли широкие возможности для использования БАВ во многих областях медицины, ветеринарии, животноводства, кормопроизводства, а также пищевой, парфюмерно-косметической и химической промышленности. Однако только выявленная потребность в этих продуктах отраслей народного хозяйства удовлетворяется в настоящее время на 10…15%. По имеющимся прогнозам вовлечение в переработку экономически доступных ресурсов ДЗ позволит создать новую подотрасль лесного и агропромышленного комплексов.

Производство эфирного масла из пихтовой древесной зелени существовало уже в XVIII в., а благодаря исследованиям советских ученых впервые в мировой практике была налажена промышленная переработка ДЗ. Началом промышленного производства БАВ можно считать 1931 г., когда был пущен в эксплуатацию цех Тихвинского лесохимического завода, который и в настоящее время осуществляет переработку еловой ДЗ путем паровой отгонки и водной экстракции. В 1950 г. было впервые организовано производство хвойной хлорофилло-каротиновой пасты из бензинорастворимых веществ ДЗ сосны и ели. До недавнего времени в стране работало более 500 цехов и установок, которые перерабатывали до 1млн. тонн ДЗ хвойных и лиственных пород. Кроме того, более 2 млн. тонн ДЗ ежегодно скармливалось животным в свежем виде. По существующим в традиционной лесохимии теоретическим представлениям экстрагирование гидрофобным растворителем (бензином) смолистых веществ из влажного сырья считается затруднительным, поскольку наличие влаги препятствует растворению и диффузии смолистых веществ в капиллярах древесины. При экстракции смолистых веществ из осмольной щепы бензином предусматривается предварительная сушка сырья различными способами. Сегодня в производстве проводят одностадийные процессы извлечения водой или бензином с выходом основных продуктов 55…60% от теоретического. При этом только частично используются экстрактивные вещества, а 85…98% биомассы ДЗ, в зависимости от способа переработки, попадает в отходы.

Учеными Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии разработан новый теоретический подход к использованию ДЗ и созданы основы безотходной технологии получения БАВ кормового и лечебно-профилактического назначения в едином технологическом цикле.

В качестве объектов исследования были использованы ДЗ ели, сосны, березы, осины, ольхи, пихты сибирской. Исследования проводились в лабораторных условиях, на специально сконструированных камеральных установках и в условиях промышленного и сельскохозяйственного производства. Условия проведения экспериментов позволяли изучить в динамике и моделировать как отдельные стадии технологического процесса, так и весь процесс в целом. В результате технико-экономического анализа промышленных вариантов переработки ДЗ и теоретического обобщения экспериментальных данных учеными предложена универсальная технологическая схема, позволяющая получать известные и новые БАВ, что ранее в одном технологическом процессе считалось невозможным (Схема 1). Экстрагирование БАВ осуществляется одновременно бензином и водой с последующим разделением на растворы бензино- и водорастворимых веществ.

Схема 1. Принципиальная схема получения биоактивных продуктов из древесной зелени

После отгонки бензина экстрагированная ДЗ используется для приготовления кормовой муки. Из водорастворимых веществ получают экстракт хвойный натуральный и брикеты соляно-хвойные. Из раствора липидов при охлаждении, отстаивании и фильтровании выделяют суспензии воска-сырца, из которого путем экстракции получают воск и безметальные аналоги хлорофилла. Очищенный бензиновый раствор после отгонки растворителя обрабатывают едким натром, получая таким образом хлорофилло-каротиновую пасту. По другому варианту, после выделения воска очищенный бензиновый раствор обрабатывают едким натром и серной кислотой и разделяют на три фракции: раствор нейтральных липидов, раствор полярных липидов и суспензию безметальных аналогов хлорофилла. Из раствора нейтральных липидов путем последовательной отгонки растворителя получают эфирное масло и провитаминный концентрат. Раствор полярных липидов перерабатывают с получением бальзамической пасты, безметальных аналогов хлорофилла, жирных и дитерпеновых кислот. Из суспензии безметальных аналогов хлорофилла получают хлорофиллин натрия, металлокомплексы, жирные и дитерпеновые кислоты.

Таблица 2 . Выход товарных продуктов из 1 тонны древесной зелени, кг

Промышленные испытания, проведенные в Лисинском лесхозе (таблица 2), по переработке ДЗ сосны, пихты, ели, кедра, осины, березы, ольхи полностью подтвердили высокую эффективность универсальной безотходной технологии получения новых и известных БАВ в одном процессе на существующем оборудовании. Результаты исследований вошли в исходные данные на проектирование и промышленные технологические регламенты производства.

Практическая часть

Задача I .3. Определить абсолютную влажность образца, если его масса до высушивания составляла 14.4 г, а после высушивания 6.3 г. Какие формы влаги имеются в данном образце и в каком процентном отношении?

Ответ:

W =(m - m0) / m0 * 100%

где m — начальная масса образца, г;

m0 — масса того же образца после полного удаления из него влаги.

W =(14.4 - 6.3) / 6.3 * 100% = 129%

Т.к. W>100%, следовательно, образец мокрый, длительное время находившийся в воде.

Процесс сушки связан с удалением связанной влаги; удаление свободной влаги на свойство древесины никакого влияния не оказывает.

Тем самым в данном образце имеются следующие формы влаги:

связанной влаги 56 % (х = 6.3 *129% / 14.4 = 56%);

свободной влаги 73 % (129% -56% = 73%).

Задача II .19. Пихтовое бревно длинной 3.00 м, максимальным и минимальным диаметрами в верхнем отрезе 26 и 25 см имеет сучки здоровые диаметром 5 см и синеву глубиной 4 см. Определить сорт, назначение, объем бревна и показать схему его маркировки.

Ответ:

Сорт данного пихтового бревна определяется с помощью ГОСТ 9463-88 по таблице 3. Мы имеем крупное бревно, при здоровых сучках диаметром 5 см и синевой глубиной 4 см, из это следует, что бревно является 3го сорта.

Назначение определяется с помощью ГОСТ 9463-88 по таблице 2. В данном случае бревно предназначено для переводных брусьев железных дорог широкой колеи.

Объем бревна определяется по ГОСТ 2708-75 по таблице №1. Для данного бревна длинной 3.00 м, и толщиной 26 см. объем будет равен 0,185 м3.

Схема маркировки данного бревна будет выглядеть следующим образом: III 6

Реквизиты маркировки наносят на верхние торцы лесоматериалов водостойкими красками (при поставке сплавом) или красками и мелками, стойкими к атмосферным воздействиям, согласно ГОСТ 2292-88.

Задача III .4. Березовая обрезная доска имеет следующие фактические размеры: длину 2.98 м, ширину 110 мм, толщину 20 мм, и следующие пороки: сучки пластевые, здоровые сросшиеся, 2 шт. на 1 пог. м, диаметром 20 и 40 мм. Одностороннюю прорость длинной 10 и шириной 1 см. Определить объем, сорт доски и показать схематически ее маркировку на пласти и торце.

Ответ :

Объем доски определяется по ГОСТ 5306-83 по таблице 2. В данном случае, доска длинной 2.98м и шириной 110 мм имеет объем 0,03190 м3.

По качеству древесины данная доска является 2 сорта, что соответствует требованиям, указанным в таблице по ГОСТ 2695-83.

Согласно ГОСТ 6564-84, маркировка наносится несмываемой краской или мелком, стойким к смыванию. Т.к. наша доска толщиной менее 25 мм, то ее следует маркировать полосами – II.

Маркировка сорта на одном из торцов будет выглядеть следующим образом:

Маркировка сорта на пласти будет выглядеть так:

Задача IV .11. На 1 м2 листа лущеного шпона из хвойной породы имеются следующие пороки: сучки сросшиеся, здоровые, 8 шт., размером 35 мм, трещины сомкнутые, 4 шт., длинной 175 мм. Определить сорт по каждому пороку и общий сорт листа шпона.

Ответ:

Согласно ГОСТ 99-96, порок 1 (сучки сросшиеся, здоровые, 8 шт., размером 35 мм) относится к IIх сортов, порок 2 (трещины сомкнутые, 4 шт., длинной 175 мм) относится к Iх, IIх, IIIх, IVх сортов.

Можно сделать вывод, что общий сорт листа шпона относится к IIх сортов.

Заключение

Древесина - сравнительно твердый и прочный волокнистый материал, скрытая корой основная часть стволов, ветвей и корней деревьев и кустарника. Состоит из бесчисленных трубковидных клеток с оболочками в основном из целлюлозы, прочно сцементированных пектатами кальция и магния в почти однородную массу. В природном виде используется в качестве строительного материала и топлива, а в размельченном и химически обработанном виде - как сырье для производства бумаги, древесноволокнистых плит, искусственного волокна. Древесина была одним из главных факторов развития цивилизации и даже в наши дни остается одним из важнейших для человека видов сырья, без которого не могли бы обойтись многие отрасли промышленности.

Трудно назвать какую-нибудь отрасль народного хозяйства, где древесина не использовалась в том ли ином виде, и перечислить разнообразные изделия, в которые древесина входит составной частью. По объему использования и разнообразию применения в народном хозяйстве с древесиной не может сравниться никакой другой материал.

Древесину применяют для изготовления мебели, столярно-строительных изделий. Из неё делают элементы мостов, судов, кузовов, вагонов, тару, шпалы, спортивный инвентарь, музыкальные инструменты, спички, карандаши, бумагу, предметы обихода, игрушки, сувениры. Натуральную или модифицированную древесину применяют в машиностроении и горнорудной промышленности; она является исходным сырьём для целлюлозно-бумажной промышленности, производства древесных плит.

Широкому использованию древесины способствуют её высокие физико-механические качества. Хорошая обрабатываемость. А также эффективные способы изменения отдельных свойств древесины путем химической и механической обработки. Древесина легко обрабатывается, имеет малую теплопроводность, достаточно высокую прочность, при небольшой массе хорошую сопротивляемость ударным и вибрационным нагрузкам, в сухой среде долговечна. Древесина соединяется крепёжными изделиями, прочно склеивается, сохраняет красивый внешний вид, на неё хорошо наносятся защитно-декоративные покрытия. Вместе с тем древесина имеет недостатки: она подвержена горению и загниванию, разрушению от воздействия насекомых и грибов, гигроскопична, вследствие чего может разбухать и подвергаться усушке, короблению и растрескиванию. Кроме того, древесина имеет пороки биологического происхождения, которые снижают её качество. Чтобы использовать древесину, надо знать её свойства, строение и пороки.

По окончанию исследований древесины можно прийти к следующему заключению, что она - один из наиболее широко распространённых материалов в мире, имеющих многовековой опыт применения в строительстве, производстве мебели, шпал, авто-, вагоностроении и других отраслях народного хозяйства. Основные преимущества древесины как материала: самовосстанавливаемость ресурсов; экологическая безопасность применения; высокая прочность; атмосферостойкость; химическая стойкость; небольшая плотность; невысокая теплопроводность и небольшой коэффициент линейного расширения; лёгкая обрабатываемость; гвоздимость; возможность использования древесных отходов производства.

Еще наши предки строили дома и бани из этого материала, а также мебель и посуду. Из поколения в поколения этот материал не выходил их производства, а только приобретал все больше положительных откликов. Древесными конструкциями пользуются в каждой семье и в каждом доме. И, конечно, многовековой опыт применения древесины не пройдет даром. Древесное производство не исчезнет никогда. Но для этого мы должны следить за природой, регулируя посадку и вырубку деревьев.

Список используемой литературы

1. Лесная энциклопедия: В 2-х т., т.2/Гл.ред. Воробьев Г.И.; Ред.кол.: Анучин Н.А., Атрохин В.Г., Виноградов В.Н. и др. - М.: Сов. энциклопедия, 1986.

2. Михальченко А.А., Садовничий В.Г. "Древесиноведение и лесное товароведение" - М.: "Высшая школа", 1987

3. Станко Я.Н. Древесиноведение. Лесное товароведение: Учебно-методическое пособие к выполнению контр.работ / Я.Н.Станко, И.А.Дюжина. - М.: МГУЛ, 2005.

4. Уголев Б. Н. Древесиноведение и лесное товароведение: Учебник. - М.: ГОУ ВПО МГУЛ, 2007.

5. Швамм Е.Е. Древесиноведение. Учебное пособие. - 2-е изд., испр.и доп.-Екатеринбург: УГЛТУ, 2000.