Lemn de compresie

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare

Lemnul de compresie este un tip de lemn de reacție care se formează ca urmare a acțiunii stresului mecanic asupra tulpinii și ramurilor copacilor gimnospermi și are caracteristici anatomice, chimice și fizice diferite de lemnul de reacție care se formează în copacii gimnospermelor Angiospermele [1] .

Cauzele formării

În lemnul de comprimare, severitatea stresului suferit de plantă are corelații pozitive cu concentrația de lignină. De fapt, lemnul de compresie are o cantitate mai mare de lignină decât lemnul standard. Cu toate acestea, cauzele care declanșează aceste stresuri sunt multe și există încă opinii diferite despre aceasta. [2]

Lemnul de compresie poate fi produs de conifere în urma unor solicitări mecanice prelungite (de exemplu, creșterea pe pante înclinate, vânturi constante, sarcină de zăpadă), ca o consecință a acțiunii gravitaționale. Lemnul de compresie se formează în partea trunchiului care tinde spre vale [1] [3] . Prin urmare, lemnul de compresie joacă un rol foarte important ca factor în controlul stabilității mecanice a arborelui [4] . Acest lemn special a fost chiar găsit la specii ancestrale precum Gingko biloba . În consecință, prezența lemnului de compresie este considerat unul dintre cei mai importanți factori pentru supraviețuirea și menținerea speciei de-a lungul profilului evolutiv [5] .

O coniferă, în urma gravitropismului, va produce lemn de compresie acolo unde sunt prezente concentrații mai mari de hormoni. Acești hormoni sunt în principal auxine și etilenă, care joacă un rol secundar [6] . Lemnul de compresie este, prin urmare, produs de creșterea activității cambiului cribro-vascular în partea inferioară a trunchiului înclinat, determinând crearea unor cercuri anuale complet excentrice, care prezintă amplitudine mai mare în zona aval și o amplitudine mai mică în acea de Munte.

Descriere la nivel microscopic și macroscopic

Microscopic

La nivel microscopic, structura anatomică a lemnului de compresie este foarte diferită de cea normală. De obicei, traheida, o celulă vegetală specializată în funcția de susținere și conducere a apei în conifere, are un perete celular primar și un perete secundar multistrat. Într-o celulă normală, peretele secundar este compus din trei straturi: extern (S1), median (S2) și intern (S3), spre lumenul celulei. Aceste straturi sunt poziționate în conformitate cu o tendință centripetă de la S1 la S3 [1] . În comparație cu structura normală a peretelui celular , lemnul de compresie nu are stratul cel mai interior S3. Mai mult, pereții stratului S2 prezintă fisuri elicoidale, care la o observație superficială la microscop ar putea fi confundate cu îngroșări elicoidale [1] . Acestea sunt tipice unor specii (de ex. Taxus baccata ), sunt prezente în stratul S3 (nu în S2 ca în lemnul de compresie) al tuturor celulelor. Din punct de vedere chimic, lemnul de compresie are un conținut mai mare de lignină între straturile S1 și S2 ale peretelui secundar și un conținut mai mic de celuloză [1] . Unghiul microfibrilar în S2 este mai mare decât cel al traheidelor normale [1] .

Din punct de vedere anatomic, în timp ce traheidele normale au o formă poligonală, lipite ferm una de alta și formează un țesut fără spații intercelulare, celulele de compresie au o formă rotunjită care permite formarea unor spații intercelulare chiar foarte mari. Tot în secțiune transversală, se pot observa fracturi ale peretelui celular [1] [7] . Mai mult, traheidele de compresie sunt mai scurte, malformate și cu punctuație anormală [8] .


Macroscopic

Reprezentarea macroscopică a lemnului de compresie. În secțiunile transversale ilustrate, lemnul de compresie are o culoare mai închisă (maro-roșcat) și este bine definit în comparație cu zona înconjurătoare. În plus, se remarcă excentricitățile inelelor.

La nivel macroscopic , lemnul de compresie are caracteristici ușor de identificat în comparație cu lemnul normal în toate secțiunile de referință (transversale, radiale și tangențiale).

Inelul cu porțiunea de lemn de compresie apare mai dens și de o culoare diferită de porțiunea standard din secțiunea transversală. [9] Aici putem vedea inele mai groase decât în ​​mod normal, opace, de o culoare maro-roșiatică, uneori având tendința de a fi purpuriu. De asemenea, în secțiunea tangențială vedem designul tipic flăcat care prezintă o parte de culoare maro și opacă, fără reflexii și strălucire [9] . În general, această diversitate este cauzată de o refracție diferită a luminii de către celulele sale, deoarece acestea sunt solide (și nu sunt goale ca în lemnul normal). Acest lucru poate fi observat cu ușurință datorită prezenței unui perete celular mai mare și bogat în lignină. Datorită lipsei diferențelor dintre lemnul timpuriu și lemnul târziu, inelul cu ochiul liber pare deosebit de omogen în comparație cu inelele normale [10] . Distribuția lemnului de compresie pe secțiunea transversală poate varia, în funcție de dacă trunchiul a fost supus la solicitări în întregime sau numai în unele părți; uneori lemnul de reacție poate fi observat într-o parte a inelului și la scurt timp după aceea pe partea opusă: aceasta este cauzată de solicitări relativ scurte în timp (în orice caz vorbim despre câțiva ani) și în direcții diferite [1] . Datorită acestor solicitări, secțiunea transversală a tulpinii se caracterizează printr-o excentricitate considerabilă, mai mult sau mai puțin marcată în funcție de intensitatea forțelor aplicate acesteia. Această excentricitate este adesea un bun indiciu al prezenței lemnului de compresie [1] . Mai mult, această excentricitate este din ce în ce mai marcată la coniferele cu lemn de compresie decât la lemnele de esență tare.

Comportamente fizico-mecanice

Din punct de vedere fizico-mecanic, lemnul de compresie prezintă caracteristici diferite în comparație cu lemnul normal. Punctele sunt următoarele:

  1. Mai puțină duritate
  2. Densitate mai mare ( greutate specifică mai mare ): Greutatea lemnului este mai mare datorită unei grosimi mai mari a pereților celulari și a unei cantități mai mari de lignină. Creșterea densității (în lemn vorbim de densitate ) a lemnului de compresie este foarte evidentă: aceasta poate crește cu până la 30-40% comparativ cu lemnul normal. [11]
  3. Rezistență mai slabă: Când este verde, lemnul de compresie ar putea fi mai rezistent mecanic, în special la compresie; totuși, dacă luăm în considerare unitatea de masă, este mai puțin dură și, prin urmare, rezistența sa din punct de vedere mecanic este mai mică: pentru aceeași greutate are o rezistență mai mică. Acest lucru are ca rezultat o eficiență statică mai mică. [1] [11]
  4. Rezistență mai mică la îndoire
  5. Contracție: caracteristica care distinge cel mai mult lemnul de comprimare este comportamentul său în caz de contracție. Contracția este definită ca o schimbare a dimensiunii lemnului după o pierdere de umiditate [10] . Contracția axială este foarte mare, până la 5-10%, comparativ cu 0,1% -0,2% din lemnul normal. Contracțiile radiale și tangențiale sunt mai mici și diferă puțin de valorile normale. Retragerile implică prelucrarea și utilizarea dificilă, mai ales în cazul în care atât lemnul de comprimare, cât și lemnul normal se găsesc într-o porțiune de lemn: acestea au comportamente foarte diferite în timpul pierderii de umiditate. Este important să subliniem că într-un lemn tăiat, prezența ambelor păduri (de reacție și normală) provoacă o deformare în lemnul tăiat în sine și, prin urmare, discontinuitatea tocmai datorită diferenței de cantitate de contracție și a tensiunilor interne care sunt format [9] . În cazuri extreme, poate apărea și o ruptură completă. Aceste deformări pot fi văzute uneori la cheresteaua neprelucrată, dar mai ales se găsesc mai des la cherestea. [11]

Toate aceste caracteristici sunt negative pentru prelucrare și, din acest motiv, utilizarea lemnului de compresie este extrem de recomandată. Este adecvat, după procesare, eliminarea sa totală. Prin urmare, lemnul de compresie este văzut ca un defect real, din cauza lipsei aspectelor pozitive care decurg din acesta.

Efecte asupra prelucrării și utilizărilor

Caracteristicile particulare ale lemnului de reacție implică probleme din punct de vedere tehnologic și, prin urmare, în prelucrarea acestuia și în utilizările sale. În ceea ce privește lemnul de compresie, prelucrarea acestuia este mai dificilă datorită durității și densității mai mari a lemnului său. Prelucrarea pe mașini este dificilă, în timpul tăierii, de exemplu, claritatea lamelor se pierde mai repede. Lipirea și îmbinarea cu cuie și șuruburi sunt, de asemenea, slabe sau chiar imposibile. La decojire, buștenii care conțin o mulțime de lemn de reacție ar trebui folosiți pentru a produce foi mai groase, care sunt mai puțin predispuse la deformare cu pierderi de umiditate . Tot în blanking trebuie să fii atent. În ceea ce privește mărunțirea, totuși, nu există probleme. Datorită contracției longitudinale ridicate la care este supus lemnul de comprimare, plăcile rezultate sunt mai supuse deformării, distorsiunii și ruperii . Acest fapt se accentuează dacă în trunchiul lucrat există ambele zone cu lemn de compresie și lemn normal care au comportamente diferite în ceea ce privește pierderea umidității. Diferitele metode de contracție a compresiei și a lemnului normal implică, de asemenea, probleme în utilizarea structurală a acestui lemn special, care are, de asemenea, o eficiență statică mai mică. Prin urmare, lemnul de compresie nu este potrivit pentru utilizarea în structuri portante. Acest fapt este reglementat de standardul UNI 11035 [12] [13] [14] care prevede limitări de extindere pentru lemnul de compresie, astfel încât să se poată folosi cherestea tăiată în construcții . O altă consecință se referă la utilizarea chimică care este compromisă, acest lemn are o aptitudine slabă pentru utilizare pentru hârtie și pastă de celuloză , randamentele sunt mai mici datorită conținutului mai mic de celuloză și albirea mai scumpă. Calitatea produsului semifabricat, derivat din cherestea cu lemn de compresie, este mai scăzută în special pentru panouri , pentru mobilier , pentru grinzi pentru utilizare structurală și pentru stâlpi, deoarece tulpinile cu lemn de compresie au, în general, neregulate și ne- forme neregulate.sunt potrivite pentru această utilizare. Pentru utilizarea acestui material este bine să faceți o clasificare preventivă a acestuia, identificând imediat lemnul de reacție . Acest lucru favorizează o utilizare mai rațională a materialului. Utilizarea sortimentelor care conțin o mulțime de lemn de reacție ar trebui evitată la producția de produse semifabricate pentru care stabilitatea dimensională este de o importanță deosebită (de exemplu, podele și corpuri de iluminat). [9]

Prevenirea

Pentru a evita formarea lemnului de reacție, este necesar să se evite tot ceea ce duce la pierderea formei erecte a tulpinii, prin urmare solicitări mecanice care provoacă îndoiri și înclinații. La nivel silvicultural , acest lucru poate fi evitat acționând asupra densității populației cu o subțiere adecvată și în timp util, deoarece aceasta controlează concurența dintre plantele care au astfel lumină și spațiu suficient. Dacă există prezența unor specii valoroase, se poate adopta tehnica forestieră a copacilor care acționează tocmai cu scopul de a forma tulpini drepte cu frunziș simetric. În plantații , cel mai bine este să evitați zonele prea abrupte și supuse unor încărcături grele de zăpadă. Dacă zona este supusă vânturilor frecvente, este recomandabil să protejați plantația cu rânduri de vânt . De asemenea, ar fi mai bine să se prevadă utilizarea plantelor accesorii care protejează plantele tinere, mai supuse stresului mecanic și care garantează spațiul și lumina necesare pentru creșterea regulată în fazele ulterioare. De asemenea, ar fi util să se utilizeze genotipuri mai puțin supuse producției de lemn de reacție, dar în trăsăturile examinate pentru selectarea speciilor care vor fi utilizate în arboricultura lemnului acest lucru nu este prezent. [9]

Notă

  1. ^ a b c d e f g h i j Nardi Berti R., Berti S., Fioravanti M., Macchioni N., 2017. Structura anatomică a lemnului și recunoașterea celor mai frecvent utilizate păduri italiene. CNR-IVALSA, pp. 158 ..
  2. ^ Bamber KR, 2001, O TEORIE GENERALĂ PENTRU ORIGINA STRESELOR DE CREȘTERE ÎN LEMNUL DE REACȚIE: CUM SĂ RĂMÂNĂ ARBORII , în Jurnalul IAWA , Vol. 22 (3), 205–212.
  3. ^ Edmund W. Sinnott, 1952, Reaction Wood and the Regulation of Tree Form , în Wiley; JSTOR - American Journal of Botany , vol. 39, nr. 1.
  4. ^ Sani L., 2017. STATICA STRUCTURILOR DE ARBOR pentru evaluarea stabilității. Gifor; pp. 943 ..
  5. ^ TE Timell, 1983, Originea și evoluția lemnului de compresie , în Holzforschung , vol. 37, n. 1-10.
  6. ^ Sheng Du * și Fukuju Yamamoto, 2007, An Overview of the Biology of Reaction Wood Formation , în Journal of Integrative Plant Biology , vol. 49.
  7. ^ Coté WA Jr., Ziua AC, Timell TE, 1968, Distribuția ligninei în lemnul normal și de compresie din Tamarack , în Știința și tehnologia lemnului , vol. 2, nr. 13-37.
  8. ^ Wood Handbook, Wood as an Engineering Material, 2010. USDA, United States Department of Agriculture Forest Service. .
  9. ^ a b c d și Berti S., Nocetti M., Sozzi L., 2013. „Defectele” lemnului. .
  10. ^ a b R. Zanuttini, G. Castro, S. Berti, 1998, XILOGLOS: Glossary of terms used in Wood Technology , in Scientific-Practical Contributions, CNR_IRL , v. 40.
  11. ^ a b c Laboratorul de produse forestiere. 2010. Manual pentru lemn - Lemnul ca material tehnic. Raport tehnic general FPL-GTR-190. Madison, WI: Departamentul Agriculturii SUA, Serviciul Forestier, Laboratorul Produselor Forestiere. 508 str. .
  12. ^ Standard UNI 11035-1: 2010, Lemn structural - Clasificare vizibilă a lemnului în funcție de rezistența mecanică. Partea 1: Terminologie și măsurare a caracteristicilor
  13. ^ Standard UNI 11035-2: 2010, Lemn structural - Clasificarea vizibilă a cherestelelor în funcție de rezistența mecanică - Partea 2: Reguli pentru clasificarea vizuală în funcție de rezistența mecanică și valorile caracteristice pentru tipurile de lemn structural
  14. ^ Standard UNI 11035-3: 2010, Lemn structural - Clasificarea vizibilă a cherestelor în funcție de rezistența mecanică. Partea 3: Utilizarea râurilor și utilizarea Trieste

Bibliografie

  • R. Zanuttini, G. Castro, S. Berti, 1998, XILOGLOS: Glosar de termeni folosiți în tehnologia lemnului , în Contribuții științifico-practice, CNR_IRL , v. 40.
  • Bamber KR, 2001, O TEORIE GENERALĂ PENTRU ORIGINEA STRESELOR DE CREȘTERE ÎN LEMNUL DE REACȚIE: CUM SE RĂMÂNESC ARBORII , în Jurnalul IAWA , Vol. 22 (3), 205–212.
  • Nardi Berti R., Berti S., Fioravanti M., Macchioni N., 2017. Structura anatomică a lemnului și recunoașterea celor mai frecvent utilizate păduri italiene. CNR-IVALSA, pp. 158 ..
  • Edmund W. Sinnott, 1952, Reaction Wood and the Regulation of Tree Form , în Wiley; JSTOR - American Journal of Botany , vol. 39, nr. 1.
  • Sani L., 2017. STATICA STRUCTURILOR DE ARBOR pentru evaluarea stabilității. Gifor; pp. 943 ..
  • TE Timell, 1983, Originea și evoluția lemnului de compresie , în Holzforschung , vol. 37, n. 1-10.
  • Sheng Du * și Fukuju Yamamoto, 2007, An Overview of the Biology of Reaction Wood Formation , în Journal of Integrative Plant Biology , vol. 49.
  • Coté WA Jr., Ziua AC, Timell TE, 1968, Distribuția ligninei în lemnul normal și de compresie din Tamarack , în Știința și tehnologia lemnului , vol. 2, nr. 13-37.
  • Wood Handbook, Wood as an Engineering Material, 2010. USDA, United States Department of Agriculture Forest Service. .
  • Berti S., Nocetti M., Sozzi L., 2013. „Defectele” lemnului. .

Elemente conexe

linkuri externe

  • Pagina SIR-Legno din regiunea Piemont din care să descărcați software-ul SIR-Legno pentru recunoașterea macroscopică a lemnului