木とは何ですか？

木には多くの機能があります。家を建てたり、家具を作ったり、建物を暖めたり、どこにでも私たちを取り囲んでいます。しかし、物理学または力学の観点から見た木材とは何ですか?どのように使用でき、どのような悪意がありますか?

木材は、さまざまな種類の製品や構造物の生産に使用される天然の原材料です。 物理学の観点からこの材料について話すと、木材は高密度で互いに隣接する細胞からなる植物組織です。 このため、木の構造は緻密で弾力性があります。樹木の細胞 (他の生きている細胞と同様) には殻があります。セルロースが含まれているため、木は非常に丈夫です。細胞は細長いチューブのような形をしているため、ファイバーと呼ばれています。

木材には保温性があります。 これは、セル間に空隙が存在するためです。それらは熱を保持して蓄積します。変数の強度と重量の値は、繊維のサイズに関連しています。厚いほど、木材の耐久性が高くなります。

繊維のある方向に木を切る方が簡単です。 それらが並行して配置されている種の木材を処理する方が簡単です。 カエデの木は、カエデの構造に繊維細胞が密接に絡み合っているため、処理がより困難です。しかし、木材細胞に含まれているのはセルロースだけではありません。また、リグニンと呼ばれる非常に複雑で神秘的な物質も含まれています。彼のおかげで、ファイバーは相互接続されています。科学者はまだリグニンの化学式を推測できていません。それは非常に複雑です。

木は、他の素材とは一線を画す独特の色合いと香りを持っています。 どちらも、樹脂、油、針葉樹 - ガムやその他の物質の組成に存在するために発生します。これらの同じ要素は、木材が腐敗と戦うのを助けます。木材は、落葉樹と針葉樹の 2 種類の種に分けられます。どちらのグループも非常に大きいです。別のグループが際立っています-単子葉の木、それらにはヤシ、竹が含まれます。

木材のすべての特性は、物理的、技術的、機械的の 3 つの大きなグループに分けられます。

試験中に木材の化学組成に変化をもたらさない特性は、物理的特性と呼ばれます。 これらには、次の特性が含まれます。

• 外観;
• 湿度レベルとその変化に関連するすべて;
• 熱伝導率と保温性;
• 電気伝導性;
• 防音とそれに関連するすべてのもの。
• 電磁放射にさらされた後に材料が獲得する変化。

外観は、色、光沢、質感、マクロ構造などの要素によって形成されます。 色は、光の流れが木によって反射された後、またはこの反射のスペクトル構成上に残る視覚的感覚です。木材にとって色は非常に重要です。彼らはそれに導かれ、部屋を仕上げる品種を選択し、そこから家具、楽器、装飾的で応用的なジャンルの作品などが作られます。

木の色は、品種、年齢、地域、気候など、多くの要因によって異なります。 特に木が長時間水中にあった場合、風、太陽、真菌感染、湿気の影響で色が変わることがあります。 しかし、多くの品種には独特のトーンがあり、専門家が認識するのは非常に簡単です。キラキラとは、光の流れを反射する木の特性です。輝きが強い品種もあれば、弱い品種もあります。ロシアで生育する樹種のうち、オーク、ブナ、シロバッタなどの木が最も強い輝きを放ちます。

テクスチャは木の模様にすぎません。 解剖学的要素（年輪、核の光線、血管）が切断された後に見えるようになります。年輪の幅と晩材の含有量で、その品質の高さを評価します。年輪の幅は、木材の端に半径方向に堆積した1センチメートルに含まれる層の数です。

直接的または間接的な方法で測定されます。 木材の含水率を測定する最も簡単で信頼できる方法は、木材を乾燥させることです。 時間はかかりますが、答えは正確です。間接的な方法に関しては、それらは大幅に高速です。たとえば、導電率電気水分計を使用した測定では、樹木に含まれる水の量とその電気伝導率が示されます。しかし、そのような方法の精度は低く、最大30％で、測定針が挿入された場所のみです。

ツリー内の水は、自由または結合することができます。 最初のものは、繊維の空洞と細胞間の空間に見られます。 2つ目は細胞の構造で、物理化学結合によって保持されています。自由水が木材から非常に簡単に除去される場合、結合水を除去するのははるかに困難です。木材が乾燥、製材、または保管中に形状が変化する場合、これは反りと呼ばれます。原因が何であれ、木材の欠陥の出現につながるため、技術に従って保管および処理する必要があります。

木材には、吸湿や膨潤などの特性があります (結果として)。 彼と一緒に仕事をするときは、これを考慮する必要があります。たとえば、バットやバレルでは、木の特性が膨張してサイズが大きくなることは必ずしも否定的ではありません。

木材の密度は、キログラム/立方メートル (またはグラム/立方センチメートル) で測定されます。 木材の種類が異なれば、木材物質の密度は同じですが (1.53 g/cm3)、完全に乾燥した木材の密度は異なります。密度にはいくつかの指標があります。湿った木材には 1 つの密度があり、乾燥した木材には別の密度があります。木には、気孔率、つまり空の空洞の空気充填の程度などの特性があります。さまざまな岩石の気孔率は 40 ～ 80% の間で異なります。

透過性指数は、木材が圧力の影響下でどれだけの液体または気体物質を通過できるかを意味します。これとは別に、木材の物理的特性の中で、熱容量、熱を伝導してその影響下で膨張する能力、および温度を伝導する能力を含む熱特性が区別されます。 木には電気伝導性、つまり電流が流れる性質があります。 木材が乾燥すればするほど、電気を通しにくくなり、逆もまた同様です。

このカテゴリの木材特性には、硬度、耐摩耗性、衝撃強度、さまざまな種類の留め具の保持力、切削工具で材料を加工する能力などのパラメータが含まれます。 衝撃強度は、材料の構造を変えることなく、衝撃時に加えられた力を吸収する木材の特性です。 粘度が高いということは、サンプルを壊すのに大きな力が必要であることを意味します。

硬度とは、へこんだときに硬い本体に抵抗する木材の能力を指します。 木材および硬度測定用のより硬い素材はスチールです。硬度は、フォースメーターの目盛りを使用して決定されます。木材の耐摩耗性は、研磨コーティングを施した表面との摩擦中の耐摩耗性の特性によって示されます。摩耗指数を計算するための特別な式があります。

木材は、それに加えられた力の作用下で抵抗することができます。つまり、木材には機械的特性があります。これらには、強度、変形に対する耐性、技術的および操作上の特性が含まれます。 木材の機械的特性は、引張、圧縮、曲げ、せん断などのテストで決定されます。 木材は異方性材料に分類されます。つまり、方向によって特性が異なります。

引張強度 - サンプルの破損が始まる前の最大許容応力レベル。 欠陥がなく、小さくてきれいなサンプルで決定する必要があります。木材の圧縮強度を測定するには、角柱状のサンプルが必要です。

変形性とは、元の形状を変えずに短期間の負荷に耐える能力です。 木材は弾力性があるため、短時間の負荷で元の形状に戻ることができます。弾性率は、特別な式を使用して計算されます。木材の構造は、一定の負荷がかかると変形する可能性があります。強度指数と追加の抵抗限界、および耐久限界 (可変荷重を受けるサンプルの場合) の両方を正確に知ることが重要です。

多くの木材種があり、建設または加工用の材料を選択するときは、それぞれの個々の特性と特性を考慮する必要があります。 木材は、落葉樹と針葉樹のよく知られているグループに分けられるだけではありません。 たとえば、色による木材の分類があります。樹種によって、木の色が異なります。木の色は、いくつかの要因によって異なります。これは、品種、年齢、木が成長する速度、および含まれる染料の量です。

明るさも最後の要因に直接関係しています。 木の辺材（生きた細胞を含む外側の部分）では、音色は常に芯の音色よりも明るくなります。タンニンと樹脂が濃縮されたサウンド部分は、はるかに暗い色合いです。したがって、心材では色が濃く、辺材では色が薄くなります。

最初のものには、カラマツ、マツ、灰が含まれます。 2番目には、バーチ、ナシ、シナノキ、ハンノキなどの狭いコアがあります。 記載されている白樺の木のうち、木の色合いは完全に白く、残りは非常に明るい木質です。 これも辺材にでんぷんが含まれているためです。辺材は寄木細工のボードを作るために使用されます。

針葉樹は、材木やその他の建築部品の作成に使用されます。 軽くて扱いやすい構造です。ロシアには針葉樹がたくさん生えています。広葉樹については、家具や室内装飾に使用されます。

特定の樹種はより高い価値があり、貴重と呼ばれます。 価値は、これらの岩がはるかに高い強度を持ち、長持ちし、独特のパターンを持っているという事実にあります.これらの品種は、美しい高級家具、寄木細工の板、ドア、その他の装飾品を作るために使用されます。いずれも同カテゴリーの従来品に比べて大幅に高価。国内の貴重な種から、チェリー、オーク、ナシ、ローズウッド、そしてホワイトまたはヒイラギのカエデの木を挙げることができます。

木材は、流動性と非流動性の兆候によっても区別されます。

• 液体木材 ・家庭用です。液体木材は、工業用木材と薪で構成されています。同様に、工業用木材には丸材と割材が含まれますが、薪は含まれません。工業用木材の組成では、技術チップと切り株樹脂も際立っています。
• 非流動木材 - 自然な欠陥または加工上の欠陥により技術的品質が失われたという事実により、経済的な目的で使用できないもの。

木材の欠陥は、木材が持つ欠陥です。これはトランク全体とその個々の要素に適用されます。欠陥は必然的に木材の品質を悪化させ、その使用の可能性を制限します. すべてのタイプの欠陥と欠陥は、GOST 2140-81 に記載されています。 木材の通常の構造から逸脱しているものはすべて、欠陥と見なされます。

人間の意志とは関係なく発生する悪徳は自然なことです。 (気候要因、鳥、昆虫、げっ歯類、バクテリアなどの影響)、不適切な処理、保管、または材料の保管の結果として生じる欠陥を含む、処理上の欠陥があります。

欠陥には、条件付きと無条件の両方があります。 このような欠陥は無条件と見なされ、腐敗や真菌などの木材の品質を大幅に低下させます。 節は最も一般的な欠陥ですが、木材の構造の欠陥も珍しくありません。節のあるトランクは、たとえばオリジナルの装飾に使用できますが、これは万力であることに変わりはありません。許容される構成には、木材の長さ 1 メートルあたり 2 つ以下のノットが含まれますが、ノットは健全でなければなりません。

加工上の欠陥には、木材への機械的衝撃中に木材を損傷したすべてが含まれます。、すなわち、製材、収穫、倉庫保管、保管、輸送などです。木材が最も頻繁に受けるのは機械的作用の結果であり、木材が本来持っていなかった欠陥を獲得します。

木材は多くの産業で使用されており、最も環境に優しく、同時に安価な素材の 1 つです。

ここ数十年で、再生可能な鉱物と資源を使用することの重要性が示されてきました。後者には、燃料として使用される薪が含まれます。 暖房用の薪の使用の増加は世界中で記録されており、ロシアも例外ではありません。 燃料顆粒（ペレット）および燃料ブリケットは、針葉樹または落葉樹にかかわらず、森林がある国のほとんどすべての地域で作られています。木炭も突然人気を博しましたが、以前は当然忘れられていました。現在では、日常生活や仕事で広く使用されています。

今日の大多数の場合、カントリーハウスは木造です。木材の利点は否定できません。環境にやさしく、自然で、魅力的な外観を持ち、古典的なロシアの小屋からアルプスのシャレーまで、多くのデザインを作成することができます。 彼らは木から家を建てるだけでなく、風呂、サウナ、ガゼボも建てます。 木材は、住宅建設や耐荷重構造、梁、天井に使用されています。田舎の集落では、2 人か 4 人の所有者向けの低層住宅がまだ木造で建てられています。

木工業界は現在、製材された木材の湿気、火、強度に対する耐性を高め、木材とボードの建築基準への準拠を高めるために努力しています。 しかし同時に、木材は天然の通気性のある素材であり続け、独特の模様と固有の香りを保持しなければなりません。処理と建設のための新しい技術は常に出現しています。たとえば、二重梁の技術を使用した住宅の建設は、ロシアでのみ人気が高まっている比較的新しい現象です。

建築に加えて、木材は家具製造の構造材料として広く使用されています。 - ソファ、椅子、テーブル、キャビネットなど。庭の階段、手すり、プラットバンド、手すり子、小道、歩道、ランドスケープデザインや建物のその他の装飾要素は木でできています。

今日、アマチュアとプロの両方が応用芸術に携わっています。木材は、おがくずやスラブからバーや寄木細工のボードまで、さまざまな形で工芸品に使用されます。 黄金の手と木製の箱やパレットから職人が庭の椅子を作ります - 工場のものより悪く見えないアディロンダック。 のこぎりから、庭の元の歩道と、ジグソーで焼いた壮大なカッティングボードまたは絵画の両方が得られます。

木は再生可能な天然資源ですが、森林が完全に回復するには数十年かかります。 森林伐採や森林火災は、気候や環境条件に悪影響を及ぼし、利用できる資源の量を減らします。 そのため、木材は生産で再利用するためにリサイクルされ、結果として生じる廃棄物を処理します。

木材は、商用と非商用に分けることができます。 1つ目は、たとえば、スラブとスラブが含まれます。2番目のグループには、ベニヤとスラブが含まれます。より正確には、それらの残骸、鋸で切断された丸太、大工仕事からのさまざまな部分とトリミング、および樹皮、おがくず、削りくず、およびほこりも未使用の木材に属します.商業用木材は、新しい製品を作成するために使用されます。非事業は、収集、追加処理、およびその後の廃棄の対象となります。民生用木材の関係ではありますが、加工方法の開発と探索が行われています。たとえば、削りくずとおがくずを圧縮した後、それらから猫砂が作られます。