Mis on puit ja milline see on?

Puul on palju funktsioone - nad ehitavad maju ja valmistavad sellest mööblit, kütavad ruume, see ümbritseb meid kõikjal. Mis on aga puit füüsika või mehaanika mõistes? Kuidas seda kasutada ja millised krundid sellel on?

Puit on looduslik tooraine, mida kasutatakse mitmesuguste toodete ja konstruktsioonide tootmiseks. Kui me räägime sellest materjalist füüsika seisukohalt, siis puit on taimekude, mis koosneb suure tihedusega kõrvuti asetsevatest rakkudest. Tänu sellele on puu struktuur tihe ja elastne. Puurakkudel (nagu kõigil teistelgi elusrakkudel) on kest. See sisaldab tselluloosi, tänu millele on puu nii vastupidav. Rakud on torukujulised – pikad ja kitsad, seetõttu anti neile nimeks kiud.

Puidul on soojust hoidev omadus. See on tingitud tühimike olemasolust rakkude vahel - need hoiavad soojust ja koguvad seda. Muutuva tugevuse ja kaalu väärtused on seotud kiudude suurusega.Mida paksemad need on, seda vastupidavam on puit.

Lihtsam on puud lõigata selles suunas, kus kiud asuvad. Lihtsam on töödelda nende liikide puitu, milles need paralleelselt asuvad. Vahtrapuid on raskem töödelda, kuna vahtrastruktuuris on kiurakkude tihe põimumine. Kuid puidurakkudes ei sisaldu ainult tselluloos. Need sisaldavad ka väga keerulist ja salapärast ainet, mida nimetatakse ligniiniks. Tänu temale on kiud omavahel ühendatud. Teadlased ei ole veel suutnud tuletada ligniini keemilist valemit, see on nii keeruline.

Puul on ainulaadne varjund ja lõhn, mis eristab seda teistest materjalidest. Mõlemad tekivad vaikude, õlide, okaspuude - kummide ja muude ainete sisalduse tõttu. Need samad elemendid aitavad puidul võidelda lagunemise vastu. Puit jaguneb kahte liiki - leht- ja okaspuu. Mõlemad rühmad on väga suured. Eraldi rühm paistab silma - üheidulehelised puud, nende hulka kuuluvad palm, bambus.

Kõik puidu omadused jagunevad kolme suurde rühma: füüsikalised, tehnoloogilised ja mehaanilised.

Neid omadusi, mis katsetamise käigus puidu keemilises koostises ei muutu, nimetatakse füüsikalisteks. Nende hulka kuuluvad järgmised omadused:

• välimus;
• niiskustase ja kõik selle muutustega seonduv;
• soojusjuhtivus ja soojuse säilivus;
• elektrijuhtivus;
• heliisolatsioon ja kõik sellega seonduv;
• muutused, mida materjal omandab pärast kokkupuudet elektromagnetilise kiirgusega.

Välimuse moodustavad sellised komponendid nagu värv, läige, tekstuur ja makrostruktuur. Värv on visuaalne tunne, mis jääb pärast valgusvoo peegeldumist puult või õigemini selle peegelduse spektraalkoostisele. Värv on puidu jaoks äärmiselt oluline. Sellest juhindutakse, valides tõugu, millega tuba viimistletakse, millest valmib mööbel, muusikainstrument, dekoratiiv- ja rakendusžanri teos jms.

Puu värvus sõltub paljudest teguritest – tõust, vanusest, piirkonnast ja kasvupiirkonna kliimast. Värv võib hästi muutuda tuule, päikese, seeninfektsiooni ja niiskuse mõjul, eriti kui puu on pikka aega vees olnud. Kuid paljudel tõugudel on omapärane toon, mida spetsialistil on üsna lihtne ära tunda. Glitter on puu omadus peegeldada valgusvoogu. Mõned tõud on tugevama säraga, mõned nõrgemad. Venemaal kasvavatest liikidest on tugevaima säraga tamm, pöök, aga ka puud nagu valge jaanileivapuu.

Tekstuur pole midagi muud kui puidu muster. See muutub nähtavaks pärast anatoomiliste elementide (aastarõngad, südamiku kiired, anumad) lõikamist. Aastarõngaste laiuse ja hilispuidu sisalduse põhjal hinnatakse selle kvaliteeti. Aastarõnga laius on ühes sentimeetris sisalduvate kihtide arv, mis on ladestunud puidu otsa radiaalsuunas.

Seda mõõdetakse otseste või kaudsete meetoditega. Lihtsaim ja usaldusväärseim viis puidu niiskusesisalduse mõõtmiseks on selle kuivatamine. See võtab aega, kuid vastus on täpne. Mis puudutab kaudseid meetodeid, siis need on oluliselt kiiremad. Näiteks konduktomeetrilise elektrilise niiskusmõõturiga mõõtmised näitavad, kui palju vett sisaldab puu ja milline on selle elektrijuhtivus. Kuid selliste meetodite täpsus on madal - maksimaalselt 30% ja siis ainult sinna, kus mõõtenõel sisestati.

Vesi puus võib olla vaba või seotud. Esimest võib leida kiudude õõnsusest ja rakkudevahelisest ruumist. Teine on raku struktuuris, seda hoiavad füüsikalis-keemilised sidemed. Kui vaba vesi eemaldatakse puidust üsna lihtsalt, siis seotud vett on palju raskem eemaldada. Kui saematerjal muudab kuivatamise, saagimise või ladustamise ajal oma kuju, nimetatakse seda kõveraks. Ükskõik, mis see on põhjustatud, põhjustab see puidu defektide ilmnemist, mistõttu tuleb seda hoida ja töödelda vastavalt tehnoloogiale.

Puidul on sellised omadused nagu niiskuse imamine ja paisumine (sellest tulenevalt). Seda tuleks temaga töötades arvestada. See ei ole alati negatiivne, näiteks vaatides või tünnides suurendab puu omadus seetõttu paisuda ja suurust suurendada puitelementide tihedust üksteise suhtes.

Puidu tihedust mõõdetakse kilogrammides kuupmeetri kohta (või grammides kuupsentimeetri kohta). Erinevatel puiduliikidel on puidumaterjali tihedus sama (see on 1,53 g / cm3), kuid täiesti kuivatatud puidu tihedus on erinev. Tihedusnäitajaid on mitu – märjal puidul on üks tihedus ja kuival puidul teine. Puul on selline omadus nagu poorsus, see tähendab tühjade õõnsuste õhuga täitmise aste. Erinevate kivimite poorsus varieerub vahemikus 40-80%.

Läbilaskvusindeks tähendab, kui palju vedelat või gaasilist ainet suudab puit sellele surve mõjul läbida. Eraldi eristatakse puidu füüsikaliste omaduste hulgas soojusomadusi, mille hulka kuuluvad soojusmahtuvus, soojusjuhtimise ja selle mõjul laienemise võime, samuti temperatuuri juhtimise võime. Puul on elektrijuhtivuse omadus, see tähendab, et seda läbib elektrivool. Mida kuivem on puit, seda halvemini juhib see elektrit ja vastupidi.

Sellesse puiduomaduste kategooriasse kuuluvad sellised parameetrid nagu kõvadus, kulumiskindlus, löögitugevus, erinevat tüüpi kinnitusdetailide kinnipidamine, aga ka võimalus töödelda materjali lõikeriistadega. Löögitugevus on puidu omadus neelata löögi ajal sellele mõjuv jõud materjali struktuuri muutmata. Kõrge viskoossus tähendab, et proovi purustamiseks on vaja palju jõudu.

Kõvadus viitab puidu võimele vastu seista kõvemale kehale, kui see on sisse vajunud. Kõvem materjal puidu ja kõvaduse mõõtmiseks on teras. Kõvadus määratakse jõumõõturi skaala abil.Puidu kulumiskindlust näitab selle kulumiskindlus selle hõõrdumise ajal vastu abrasiivse kattega pinda. Kulumisindeksi arvutamiseks on olemas spetsiaalne valem.

Puit on vastupanuvõimeline sellele rakendatavate jõudude toimel, see tähendab, et sellel on mehaanilised omadused. Nende hulka kuuluvad tugevus, vastupidavus deformatsioonile, tehnoloogilised ja tööomadused. Puidu mehaanilised omadused määratakse selliste katsetega nagu pinge, surve, painutamine ja nihkejõud. Puit on klassifitseeritud anisotroopseks materjaliks, mis tähendab, et sellel on eri suundades erinevad omadused.

Tõmbetugevus - maksimaalne lubatud pingetase, mis eelneb proovi rikke ilmnemisele. See tuleb määrata proovil, millel ei ole defekte, mis on väike ja puhas. Puidu survetugevuse määramiseks on vaja prismaatilise kujuga näidist.

Deformeeritavus on võime taluda lühiajalisi koormusi ilma algset kuju muutmata. Tänu oma elastsusele suudab puit pärast lühiajalisi koormusi taastada oma esialgse kuju. Elastsusmoodul arvutatakse spetsiaalse valemi abil. Puidu struktuur on selline, et pideva koormuse korral võib see deformeeruda.Oluline on täpselt teada nii tugevusindeksit ja lisatakistuse piiri kui ka vastupidavuse piiri (muutuva koormusega proovide puhul).

Puiduliike on palju, ehitamiseks või töötlemiseks materjali valides tuleks arvestada igaühe individuaalsete omaduste ja omadustega. Puit jaguneb mitte ainult tuntud leht- ja okaspuuliikide rühmadesse. Näiteks on puidu klassifikatsioon värvi järgi. Sõltuvalt liigist on puidu värvid erinevad. Puu värvus sõltub mitmest tegurist. See on tõug, vanus, puu kasvukiirus ja ka see, kui palju värvainet see sisaldab.

Heledus on samuti otseselt seotud viimase teguriga. Puu maltspuidu juures (välisosas, mis sisaldab elusrakke) on toon alati heledam kui südamiku oma. Heliosa, milles on kontsentreeritud tanniinid ja vaigud, on palju tumedama varjundiga. Seetõttu on südapuidus puit tumedam ja maltspuidus hele.

Esimeste hulka kuuluvad lehis, mänd, saar. Teisele kitsa südamikuga - kask, pirn, pärn, lepp. Loetletud kasepuistutest on puidu toon üleni valge, ülejäänud on väga hele puitunud. See on tingitud ka sellest, et maltspuidus leidub tärklist. Lehtpuitu kasutatakse parketilaudade valmistamiseks.

Okaspuitu kasutatakse saematerjali ja muude ehitusdetailide valmistamiseks. Neil on kerge ja hõlpsasti käsitsetav struktuur. Venemaal kasvab suur hulk okaspuid. Lehtpuidu puhul kasutatakse neid mööbli ja sisekujunduse loomiseks.

Teatud puuliigid on kõrgema väärtusega, neid nimetatakse väärtuslikeks. Väärtus seisneb selles, et need kivimid on palju suurema tugevusega, kestavad kauem ja on ainulaadse mustriga. Neid sorte kasutatakse kauni luksusmööbli, parkettlaudade, uste ja muude dekoratiivesemete loomiseks. Kõik need on oluliselt kallimad kui sama kategooria tavatooted. Kodumaistest väärtuslikest liikidest võib nimetada nii kirsi-, tamme-, pirni-, roosipuu- kui ka valge- või hollyvahtra puitu.

Puitu eristavad ka likviidsuse ja ebalikviidsuse tunnused.

• vedel puit - Seda kasutatakse majapidamises. Vedel puit koosneb tööstuslikust puidust ja küttepuidust. Tööstuspuit omakorda hõlmab ümar- ja lõhestatud puitu, kuid ei hõlma küttepuid. Tööstusliku puidu koostises eristatakse ka tehnoloogilist laastu ja kännuvaiku.
• Ebalikviidne puit - selline, mida ei saa kasutada majanduslikul otstarbel, kuna see on kaotanud oma tehnilised omadused looduslike või töötlemisvigade tõttu.

Puidu vead on need vead, mis sellel on. See kehtib kogu pagasiruumi ja selle üksikute elementide kohta.Defekt peab tingimata halvendama puidu kvaliteeti, piirates selle kasutamise võimalust. Igat tüüpi vead ja defektid on loetletud standardis GOST 2140-81. Kõik, millel on kõrvalekalded puidu normaalsest struktuurist, loetakse defektiks.

Pahed on loomulikud, mis tekivad sõltumata inimese tahtest. (kliimategurite, lindude, putukate, näriliste, bakterite jne mõju) ning esineb töötlemisdefekte, mille hulka kuuluvad need vead, mis tekivad materjali ebaõige töötlemise, ladustamise või ladustamise tulemusena.

Defektid võivad olla nii tingimuslikud kui ka tingimusteta. Sellist defekti peetakse tingimusteta, mis vähendab oluliselt saematerjali kvaliteeti, näiteks mädanemist või seeni. Levinuim defekt on sõlmed, kuid haruldased pole ka vead puidu struktuuris. Sõlmelist pagasiruumi saab kasutada näiteks originaalse dekoori jaoks, kuid see ei jää paheks. Lubatud koostis sisaldab mitte rohkem kui kahte sõlme puidu pikkuse meetri kohta, samas kui sõlmed peavad olema terved.

Töötlemisdefektid hõlmavad kõike, mis kahjustas puitu sellele mehaanilisel mõjul., nimelt saagimine, ülestöötamine, ladustamine, ladustamine, transportimine jne. Puit kannatab kõige sagedamini mehaanilise mõju tõttu, omandades vigu, mida sellel algselt ei olnud.

Puitu kasutatakse paljudes tööstusharudes, olles üks keskkonnasõbralikumaid ja samas odavaimaid materjale.

Viimased aastakümned on näidanud taastuvate maavarade ja ressursside kasutamise olulisust. Viimaste hulka kuuluvad kütusena kasutatavad küttepuud. Küttepuude kasutamise kasv ruumide kütmiseks on registreeritud kogu maailmas ja Venemaa pole erand. Kütusegraanuleid (graanuleid) ja kütusebriketti valmistatakse peaaegu kõigis riigi piirkondades, kus leidub metsi, olgu siis okas- või lehtpuumetsi. Ühtäkki sai populaarseks ka puusüsi, kuigi see oli varem teenimatult unustatud. Nüüd kasutatakse seda laialdaselt igapäevaelus ja tööl.

Tänapäeval on maamajad enamikul juhtudel ehitatud puidust. Puidu eelised on vaieldamatud: see on keskkonnasõbralik, looduslik, atraktiivse välimusega ja võimaldab luua palju kujundusi - klassikalisest vene onnist kuni Alpide suvilani. Nad ei ehita mitte ainult puidust maju, vaid ka vanne, saunu, vaatetorne. Puitu kasutatakse elamuehituses ja kandekonstruktsioonides, talades, lagedes. Maa-asulates ehitatakse endiselt puidust madalaid maju - 2-4 omanikule.

Puidutööstus püüdleb nüüd selle poole, et suurendada saematerjali vastupidavust niiskusele, tulele, tugevusele ning tõsta ka puidu ja plaadi vastavust ehitusnormidele. Kuid samal ajal peab puit jääma looduslikuks, hingavaks materjaliks, säilitama oma ainulaadse mustri ja omase aroomi.Pidevalt kerkib esile uusi tehnoloogiaid töötlemiseks ja ehitamiseks, näiteks majade ehitamine topelttala tehnoloogial on suhteliselt uus nähtus, mis Venemaal alles kogub populaarsust.

Lisaks ehitusele kasutatakse puitu laialdaselt mööblitootmise konstruktsioonimaterjalina. - diivanid, toolid, lauad, kapid ja palju muud. Trepid, piirded, platvormid, balustrid, teed ja kõnniteed aias, muud dekoratiivsed elemendid maastikukujunduses ja hoonetes on valmistatud puidust.

Tarbekunstiga tegelevad tänapäeval nii amatöörid kui professionaalid. Puitu kasutatakse käsitööks selle kõige erinevamas kehastuses – alates saepurust ja plaatidest kuni lattide ja parkettplaatideni. Kuldsete kätega ja puidust kastidest või kaubaalustest käsitöölised loovad aiatooli - adirondacki, mis ei näe tehase omast halvem välja. Saelõigetest saadakse nii originaalsed jalgteed aias kui ka uhked lõikelauad või tikksaega põletatud maalid.

Kuigi puu on taastuv loodusvara, kulub metsa täielikuks taastumiseks mitu aastakümmet. Metsade hävitamine ja metsatulekahjud mõjutavad negatiivselt kliima- ja keskkonnatingimusi ning vähendavad kasutatavate ressursside hulka. Seetõttu võetakse puitu taaskasutusse, et seda tootmises taaskasutada, samuti tekkivaid jäätmeid töödelda.

Puidu võib jagada kaubanduslikuks ja mitteäriliseks. Esimene hõlmab näiteks plaate ja tahvleid.Teise rühma kuuluvad spoon ja plaadid, täpsemalt nende jäänused, saetud palgid, erinevad tisleritööst saadud tükid ja kaunistused, samuti kuuluvad kasutamata puidu hulka koor, saepuru, laastud ja tolm. Uute toodete loomiseks kasutatakse kaubanduslikku puitu. Mitteäriliseks tegevuseks on kogumine, täiendav töötlemine ja järgnev utiliseerimine. Kuigi mittekaubandusliku puidu osas käivad arendused ja töötlemisviiside otsingud. Näiteks laastud ja saepuru pressitakse kokku, misjärel valmistatakse neist kassiliiv.