Qu'est-ce qui est inclus dans le bois ? Structure et composition du bois

Le bois est l’un des principaux matériaux utilisés pour la fabrication de maquettes. Il se caractérise par une faible densité, une bonne usinabilité avec des outils de coupe et un faible coût.

Un arbre est constitué de cellules étroitement fusionnées, de forme et de taille variables. Les cellules forment des fibres, qui sont des tubes - des vaisseaux à travers lesquels s'écoulent les jus nutritifs. Le tronc de l'arbre est constitué de coquilles coniques de forme irrégulière, fusionnées et poussant de l'extérieur chaque année. Le diagramme de structure arborescente est présenté sur la figure. 1, une, b.

L'écorce 1 protège l'arbre des influences climatiques extérieures. La partie interne de l'écorce 2 s'appelle le liber, qui conduit les nutriments. Entre l'écorce 1 et le bois 4 se trouve le cambium 3 - une fine couche de tissu, il sert à nourrir le bois et à former (dépôt) sa couche annuelle.

Le bois est constitué d'anneaux de croissance concentriques (parfois sinueux) (c'est le tissu trouvé entre le cambium et la moelle). Le bois de certaines essences n'a pas une couleur uniforme : dans la partie interne du tronc il a une couleur plus foncée que dans la partie périphérique. Dans ces cas-là, la partie foncée du bois est appelée noyau et la partie périphérique, plus claire, est appelée aubier. Ces races sont appelées races saines. Il s'agit notamment du pin, du mélèze, du frêne, du chêne, etc. Par exemple, dans le pin et le mélèze, le noyau ne se forme qu'à l'âge de 25 à 30 ans. Certaines essences n'ont pas de noyau (par exemple, l'épicéa, le sapin, le bouleau, le tremble, le tilleul, etc.). Ils sont constitués uniquement d'aubier.

La partie de mauvaise qualité de l'arbre est le noyau 5, b ; chez certaines espèces, il pourrit (tilleul, bouleau) et chez d'autres, il se sépare sous forme de noyau (épicéa). Pour les parties critiques du modèle, le noyau est retiré lors de la coupe du bois.

Sur la partie terminale du tronc, d'étroites bandes radiales sont clairement visibles - les rayons médullaires qui conduisent les nutriments.

La microstructure donne une idée de la structure du bois. Lors de l'examen de fines sections de bois au microscope, il s'avère qu'il s'agit d'une variété de cellules formées par les dépôts de la couche cambiale. Les cellules vivantes du cambium sont constituées d'une coquille délicate remplie d'une substance liquide - le protoplasme (une substance liquide transparente contenant des acides, des sels inorganiques, de l'eau, des protéines, etc.). Lorsqu'il atteint une certaine maturité, le protoplasme se dessèche, la cellule meurt et il ne reste que sa coque durcie - la couche annuelle. Tout le bois, formé d'anneaux annuels, est constitué de cellules mortes de différentes tailles et formes. Un groupe de cellules ayant le même objectif est appelé tissu. Les tissus ligneux sont divisés en trois types : de stockage, conducteurs (vasculaires) et de support (mécaniques).

Riz. 1. Schéma arborescent :
a - les excroissances annuelles sur le tronc, représentées dans une coupe longitudinale du tronc de l'arbre le long de l'axe ; b - sections de tronc : P - transversale (extrémité), P - radiale, T - tangentielle

Tissu de rangement se compose de cellules de stockage courtes et sert à accumuler et à stocker les nutriments (Fig. 2, a, b).

Tissu conducteur se compose de cellules allongées à parois minces avec de larges lumières internes. La longueur des vaisseaux, selon le type de bois, est en moyenne de 100 mm ou plus et le diamètre peut atteindre 0,5 mm (Fig. 2, c).

Tissu de soutien se compose de cellules longues et à parois épaisses avec de petites lumières internes et des extrémités pointues. Plus ce tissu est important, plus le bois est dense (Fig. 2, d). La longueur de ces cellules est supérieure à 1 mm et leur largeur jusqu'à 0,2 mm. Les extrémités des cellules de support sont fermement reliées les unes aux autres et offrent une résistance adéquate à la déchirure, à la compression et à la flexion. Chez les feuillus, ils sont répartis assez uniformément dans toute la couche annuelle. Chez les conifères, ils sont remplacés par des cellules d'approvisionnement à parois épaisses.

Plus les couches annuelles de conifères sont étroites, plus le bois est dense. Chez les feuillus, au contraire : plus les couches annuelles sont larges, plus le bois est dense et dur (frêne, chêne…).

Chez les espèces de conifères, le rôle principal est joué par des cellules allongées fermées (fibres) régulièrement situées le long du tronc de bois en rangées radiales, qui servent à conduire l'eau et les sels inorganiques qui y sont dissous (Fig. 2, e, f). De telles cellules sont appelées trachéides ; on les trouve dans les espèces de conifères jusqu'à 95 % du volume du bois. La longueur des trachéides peut atteindre 10 mm et leur épaisseur jusqu'à 0,05 mm.

Les trachéides à parois minces remplacent le vaisseau et les trachéides à parois épaisses remplacent les fibres du tissu de soutien (mécanique). Un certain nombre de conifères possèdent des conduits de résine dans lesquels la résine s'accumule, augmentant ainsi la résistance du bois à la pourriture. Le diamètre des conduits de résine est en moyenne de 0,1 mm, ce qui constitue environ 1% du volume du bois.

La structure des feuillus est plus complexe que celle des conifères. Les rayons médullaires sont plus développés et atteignent 160 mm de hauteur, et la largeur des rayons varie de 0,015 à 0,6 mm. La microstructure des essences de bois est représentée sur la Fig. 3, a-c.

Riz. 2. Microéléments du bois :
a - fibre provenant de cellules de stockage courtes, b - cellules de stockage, c - segment de vaisseau, d - cellule de tissu mécanique, e - trachéide à paroi mince, f - trachéide à paroi épaisse

BOIS, xylème secondaire des plantes vivaces ; dans les arbres et arbustes en croissance, il constitue la majeure partie des troncs, des branches et des racines et y remplit des fonctions conductrices, de stockage et mécaniques. Il existe des essences de bois résineuses (pin, épicéa, etc.) et feuillues (chêne, bouleau, etc.).

Structure. Le bois est étudié en trois sections du tronc : transversale et deux longitudinales - radiale et tangentielle (Fig. 1). Le bois est divisé en aubier (zone claire périphérique) et noyau (zone centrale), qui a une couleur plus foncée dans ce qu'on appelle le bois de cœur ou diffère peu en couleur de l'aubier dans le bois non central. Parmi les essences secondaires (épicéa, sapin, hêtre, etc.), il existe des essences de bois matures, dans lesquelles la zone centrale du bois fraîchement coupé est moins humide que la zone périphérique, et l'aubier (bouleau, érable) - avec une humidité uniforme sur toute la section transversale du tronc. Les couches annuelles (incréments annuels de bois) sur une section transversale ont la forme de cercles concentriques, sur une section radiale et tangentielle - des rayures droites et courbes, respectivement ; Chez de nombreuses espèces, un bois clair moins dense (dite précoce) et un bois sombre (tardif) plus dense sont perceptibles dans chaque couche. Chez les espèces à feuilles caduques à vaisseaux annulaires (par exemple, chêne, frêne), les gros vaisseaux ne sont situés que dans le bois initial, tandis que chez les espèces à feuilles caduques vasculaires dispersées (bouleau, tremble), les grands et petits vaisseaux sont uniformément répartis dans toute la couche annuelle. Dans certains bois durs, des rayures radiales claires (rayons) sont visibles sur la section transversale, des rayures transversales brillantes sombres ou claires sur la section radiale et des rayures étroites en forme de fuseau sur la section tangentielle. Chez certains conifères (pin, cèdre, etc.) dans la zone tardive des couches annuelles, des taches claires sont visibles sur la section transversale - conduits de résine.

La structure du bois d'un arbre abattu, observée au microscope optique et électronique, comprend des cellules végétales avec un protoplaste mort (ce qu'on appelle la mésostructure). Les parois cellulaires (microstructure) sont principalement constituées de microfibrilles de cellulose (nanostructure). Dans la fine membrane primaire et l’épaisse membrane secondaire à trois couches de la paroi cellulaire, les microfibrilles ont des orientations différentes ; dans la couche interne la plus épaisse de la membrane secondaire, les microfibrilles sont situées selon un léger angle d'inclinaison (5-15°) par rapport au grand axe de la cellule. Cette orientation préférentielle des microfibrilles est l'une des principales raisons de l'anisotropie du bois. Du côté de la cavité cellulaire, la paroi est recouverte d'une fine couche verruqueuse. Les parois cellulaires ont des pores simples ou bordés. Dans les espaces entre les microfibrilles se trouvent de la lignine, qui provoque la lignification des parois cellulaires, ainsi que des hémicelluloses et de l'eau.

Le bois de conifères est principalement constitué de cellules prosenchymateuses allongées - trachéides (Fig. 2). Les trachéides à grande cavité situées dans la zone précoce de la couche annuelle remplissent principalement une fonction conductrice, les trachéides tardives à parois épaisses remplissent une fonction mécanique et les cellules du parenchyme qui forment des rayons et participent à la structure des conduits résineux verticaux remplissent une fonction de stockage. Les passages horizontaux de certains rayons se croisent avec les passages verticaux, formant un seul système porteur de résine. Dans les bois feuillus (Fig. 3), la fonction conductrice est assurée par les vaisseaux, les trachéides vasculaires et fibreuses ; mécaniques - fibres libriformes et/ou trachéides fibreuses ; stockage - cellules de parenchyme sous forme de rayons horizontaux à une ou plusieurs rangées, ainsi que de parenchyme axial vertical.

Composition et propriétés. La composition chimique du bois de toutes les essences est presque la même (49 à 50 % de carbone, 43 à 44 % d'oxygène, 6 % d'hydrogène et 0,1 à 0,3 % d'azote). Dans le bois, ces éléments forment des substances organiques : cellulose (31-50 %), lignine (20-30 %) et hémicelluloses (19-35 %), dont les pentosanes (5-29 %) et les hexosanes (6-13 %). Les espèces de conifères contiennent un peu plus de cellulose, les espèces de feuillus contiennent beaucoup plus de pentosanes. Le bois contient également des substances extractives (tanins, résines, gommes, huiles essentielles, etc.). Lors de la combustion du bois, les minéraux forment des cendres (0,1 à 1 %). La chaleur massique de combustion du bois ne dépend pas de l'essence et est de 19,6 à 21,4 MJ/kg ; la chaleur volumétrique de combustion (MJ/m 3) dépend de la densité du bois.

Propriétés physiques. L'apparence du bois est caractérisée par la couleur, la brillance et la texture, qui servent à identifier les essences de bois et déterminent également la valeur du bois en tant que matériau décoratif. La variété des couleurs du bois des différentes essences dépend de la composition et de la teneur en substances extractives. La couleur change lorsque le bois est exposé à l'air, à la lumière, à la température, à des agents chimiques, ainsi qu'à la vapeur, à une exposition prolongée à l'eau et à des infections fongiques. La brillance du bois est déterminée principalement par la présence de rayons dans les coupes longitudinales. La texture du bois (le motif formé à la suite de la coupe d'éléments anatomiques) dépend non seulement du type de bois, mais également de la direction de coupe du tronc. La texture de certains bois durs est particulièrement impressionnante en raison des vaisseaux coupés (par exemple, le chêne, le frêne), des rayons (hêtre, érable) et des défauts structurels (bouleau de Carélie).

L'humidité du bois (W) est définie comme le rapport entre la masse d'eau qu'il contient et la masse de bois absolument sec. L'eau liée est contenue dans les parois cellulaires, l'eau libre est contenue dans les cavités cellulaires et les espaces intercellulaires. L'humidité centrale des conifères fraîchement coupés est de 35 à 37 %, celle de l'aubier est de 2 à 3 fois supérieure ; chez les espèces à feuilles caduques, cette différence est insignifiante. L'humidité est inégalement répartie sur la hauteur du tronc ; il est également soumis à des fluctuations saisonnières et quotidiennes. Les propriétés du bois changent fortement à une humidité inférieure à la limite de saturation des parois cellulaires W bp, égale en moyenne à 30 % (déterminée lorsqu'elle est humidifiée dans l'eau). Le bois a la capacité d'absorber l'humidité de l'air (sous forme d'eau liée) et la teneur maximale en humidité du bois atteint la limite hygroscopique égale à W pb à température ambiante. Lorsqu'il est trempé, le bois absorbe l'eau sous forme libre et liée, l'humidité la plus élevée étant de 100 à 270 %. Selon le degré d'humidité, le bois est divisé en : bois humide, qui a été longtemps dans l'eau (humidité supérieure à 100 %) ; fraîchement coupé, conservant la teneur en humidité de l'arbre en croissance (50-100 %) ; bois séché à l'air ou bois séché à l'air et conservé à l'air libre (15-20 %) ; séchage en chambre, ou séchage en chambre, séchage en chambre ou conservé dans une pièce chauffée (8-12 %) ; absolument sec, séché à une température d'environ 103°C (0%). Lorsqu'il est exposé à l'air à température et humidité relative constantes, le bois acquiert une teneur en humidité d'équilibre appropriée et la même pour toutes les essences ; lors d'une climatisation (température de l'air 20°C et humidité 65%), l'humidité du bois est dite normalisée et est de 12%. Une diminution de la teneur en eau liée entraîne un retrait du bois. Avec l'élimination complète de l'eau liée, les dimensions linéaires du bois sont réduites (de 8 à 10 % dans le sens tangentiel, de 3 à 7 % dans le sens radial, de 0,1 -0,3% le long des fibres) et en volume (de 11 à 17%). Une augmentation de la teneur en eau liée (lorsque le bois est conservé dans de l'air humide ou dans de l'eau) fait gonfler le bois. En raison des différences de retrait et de gonflement dans différentes directions, le bois se déforme. L'élimination inégale de l'eau liée du bois en raison d'un retrait contraint et de déformations résiduelles non uniformes provoque des contraintes conduisant à la fissuration du matériau pendant le processus de séchage ou à une modification de la forme spécifiée des pièces lors du traitement mécanique du bois séché. La fissuration du bois (par exemple, les grosses poutres et les bûches) se produit également en raison des contraintes causées par la différence de retrait tangentiel et radial.

La densité du matériau de la paroi cellulaire (substance ligneuse) ne dépend pas de l'espèce et est de 1530 kg/m3. La densité du bois à l'état sec due à la présence de vides dépend de l'essence et varie de 100 kg/m 3 (bois de balsa) à 1300 kg/m 3 (backout). La densité du bois pour les essences domestiques les plus courantes à une humidité normalisée est de 400 à 700 kg/m3. Avec l'augmentation de l'humidité (au-dessus de W p.p.), la densité du bois augmente. Le bois a la capacité de laisser passer les liquides et les gaz sous pression (perméabilité à l’eau et aux gaz). La perméabilité des bois feuillus est plus élevée que celle des résineux, elle est plus grande pour l'aubier que pour le bois de cœur, et plus grande dans le sens du fil que dans le sens du fil.

La capacité thermique spécifique du bois absolument sec est la même pour toutes les essences - 1,55 kJ/(kg °C) ; augmente avec l’augmentation de l’humidité et de la température. La conductivité thermique du bois augmente également avec l'augmentation de la densité, de l'humidité et de la température ; le long des fibres, il est deux fois plus élevé qu'à travers les fibres. La dilatation thermique du bois est faible. Le bois sec a une résistance électrique très élevée (c'est un diélectrique), qui diminue fortement (des millions de fois) avec l'augmentation de l'humidité jusqu'à W p.p., et avec l'augmentation de l'humidité - seulement des centaines ou des dizaines de fois. Le bois a une faible résistance électrique ; Pour augmenter la résistance à la casse, il est imprégné d'huiles minérales. La constante diélectrique du bois sec est de 2 à 5 et augmente avec l'augmentation de l'humidité et de la température. Sous l'influence de charges mécaniques, des charges électriques apparaissent dans le bois sec. Les propriétés piézoélectriques du bois sont dues à la présence d'un composant orienté - la cellulose ; dans le bois sec, ils sont plus visibles, avec une humidité croissante, ils diminuent et à une humidité de 6 à 8 %, ils disparaissent pratiquement. Dans le bois, la vitesse de propagation du son le long des fibres est de 5 000 m/s, à travers les fibres - 3 à 4 fois moindre et diminue avec l'augmentation de l'humidité et de la température du bois. La résistance acoustique spécifique du bois, égale au produit de sa densité par la vitesse du son, est d'environ 3·10 6 Pa·s/m. Le décrément d'atténuation acoustique dans le bois dépend de la fréquence de vibration, de l'humidité, de la température et est de (2-4)·10 -2 Np. Le bois a une absorption acoustique relativement faible et une capacité de résonance élevée, ce qui a conduit à l'utilisation généralisée du bois (en particulier de l'épicéa et du sapin) pour la fabrication de tables d'harmonie d'instruments de musique.

L'impact des oscillations électromagnétiques sur le bois dépend de leur fréquence : le rayonnement IR chauffe les couches superficielles du bois (utilisées pour le séchage des placages et autres assortiments minces) ; la lumière visible a un grand pouvoir pénétrant (pour la détection des défauts du bois) ; le rayonnement laser lumineux brûle le bois (comme une sorte d'outil de « coupe » pour la découpe de produits en bois, les travaux de gravure, etc.) ; Le rayonnement UV provoque une luminescence dans le bois (pour contrôler la qualité de la transformation du bois). Les rayons X et nucléaires traversant le bois sont atténués en fonction de l'épaisseur, de la densité et de l'humidité de l'assortiment ; Ils sont également utilisés pour la détection des défauts du bois.

Propriétés mécaniques. Le bois se caractérise par sa résistance et sa déformabilité (la capacité de changer de taille et de forme). La résistance des échantillons de bois est déterminée par des tests de compression, de tension, de flexion, de cisaillement et (moins souvent) de torsion. Les propriétés mécaniques du bois dans le sens du fil sont nettement supérieures à celles dans le sens du fil. Pour les essences domestiques les plus courantes, les limites de résistance du bois (pour des échantillons sans défauts, avec une teneur en humidité de 12 %) sont : lorsqu'il est comprimé dans le sens du fil, 40-73 MPa ; lorsqu'il est étiré le long des fibres 66-171 MPa, à travers les fibres dans la direction radiale 4-13,3 MPa, dans la direction tangentielle - 2,8-9,2 MPa ; en flexion 68-148 MPa. L'augmentation de la teneur en humidité du bois jusqu'à W pn réduit la résistance à la compression le long des fibres de 2 à 2,5 fois ; Une augmentation de la taille des échantillons et la présence de défauts du bois réduisent également sa résistance. Sous des charges à court terme et relativement faibles, le bois se déforme en tant que matériau élastique ; Le module d'élasticité du bois le long des fibres est de 12 à 18 GPa, à travers les fibres il est 15 à 30 fois inférieur. Les propriétés rhéologiques du bois (caractérisant sa capacité accrue à se déformer sous charge au fil du temps) augmentent avec l'augmentation de la teneur en eau liée et de la température. Avec une diminution de l'humidité et de la température du bois chargé, une partie importante des déformations élastiques dégénère en déformations « gelées », qui se manifestent dans les processus de séchage, de pressage et de pliage du bois. Les déformations gelées provoquent la « mémoire » du bois face aux influences de la température et de l’humidité. La résistance du bois sous une exposition prolongée à une charge peut diminuer de 2 fois. Des changements répétés de charge entraînent une diminution de la résistance - fatigue du bois ; les changements cycliques de l'humidité du bois chargé provoquent une hygrofatigue, c'est-à-dire une diminution de la résistance et une déformation accrue. Lors de la conception de structures en bois, on utilise des résistances de conception plusieurs fois inférieures aux limites de résistance, ce qui permet de prendre en compte l'influence de la durée de charge, de l'humidité, de la température, des défauts et d'autres facteurs. La résistance aux chocs du bois caractérise sa capacité à absorber le travail lors d'un impact sans destruction ; chez les feuillus, ce chiffre est 2 fois plus élevé que chez les conifères. La dureté du bois dépend de sa densité, la dureté finale étant supérieure à la dureté latérale.

Vices. Les défauts qui modifient l'apparence du bois, l'intégrité des tissus, l'exactitude de la structure, etc., réduisent la qualité du bois et limitent les possibilités de son utilisation pratique. Ils se produisent à la fois dans les arbres en croissance et dans le bois coupé pendant le stockage et la transformation. Ceux-ci incluent : les nœuds ; fissures (metik, gel, fissures) qui se produisent dans un arbre en croissance et lors du séchage ; défauts de forme du tronc - cambrure (diminution anormale du diamètre sur toute la longueur du tronc), fouissement (forte augmentation du diamètre dans la partie inférieure du tronc), ainsi que courbure, excroissances ; défauts structurels - inclinaison des fibres, boucle (enroulement et disposition aléatoire des fibres), boucle (courbure locale des couches annuelles), talon (bois réactif chez les essences résineuses), faux duramen et aubier interne chez les essences feuillues, beau-fils (gros nœud) ; plaies - côté sec (nécrose externe du tronc) et germination (plaie envahissante contenant de l'écorce et du bois mort), goudron et poche (dépôts de résine), couche d'eau (zones gorgées d'eau du noyau ou du bois mature), etc. Les défauts du bois comprennent également : changements dans la couleur naturelle du bois (par exemple, creux et jaune) ; infections fongiques sous forme de bleuissements, moisissures, pourriture; dommages biologiques causés par les insectes et les oiseaux (par exemple, trous de ver provenant des larves) ; dommages mécaniques aux troncs et défauts de transformation du bois, inclusions étrangères (pierres, fragments métalliques, etc.), carbonisation, gauchissement. Certains défauts du bois peuvent être considérés comme ses avantages, par exemple des pousses avec une belle texture.

Application. Le bois en tant que matériau de structure est largement utilisé dans la construction, la construction navale, le transport ferroviaire, etc. ; utilisé sous forme de bois d'œuvre, de bois d'oeuvre, de matériaux en bois. Le bois est utilisé dans la production de papier, de carton et de panneaux de fibres. En tant que matière première chimique, le bois est utilisé pour produire divers composés organiques, tels que la cellulose, l'éthanol, la levure alimentaire, le xylitol, le sorbitol, le charbon de bois, la résine, le méthanol, l'acide acétique, l'acétone et d'autres solvants, des gaz inflammables et ininflammables (pendant la pyrolyse du bois). Le bois conserve également sa valeur en tant que combustible.

La science du bois est une discipline scientifique qui étudie la structure et les propriétés du bois et de l'écorce en utilisant les méthodes de la biologie, de la chimie, de la physique et d'autres sciences. Pour déterminer la qualité du bois, des tests sont effectués, notamment des tests non destructifs, basés sur l'utilisation d'infrarouges, de lumière, d'UV, de rayons X et nucléaires, de vibrations sonores et ultrasoniques. De nouvelles méthodes d'étude du bois sont développées, ainsi que des moyens d'améliorer ses propriétés (modification du bois par pressage, introduction de polymères synthétiques et d'autres substances ; imprégnation d'antiseptiques et de produits ignifuges pour se protéger de la pourriture et du feu).

Lit. : Vanin S.I. Science du bois. M. ; L., 1949 ; Perelygin L.M. Science du bois. 4e éd. M., 1971 ; Ugolev B. N. Science du bois avec les bases de la science des produits forestiers. M., 2001.

Le bois est constitué de substances organiques, notamment du carbone C, de l’hydrogène H, de l’oxygène O et un peu d’azote. La composition chimique élémentaire du bois de différentes essences est presque la même. En moyenne, le bois absolument sec, quelle que soit son essence, contient 49,5 % de carbone, 44,2 % d'oxygène (avec l'azote) et 6,3 % d'hydrogène. L'azote dans le bois en contient environ 0,12 %. La composition chimique élémentaire du bois du tronc et des branches diffère peu. Les conditions de croissance n’ont également pratiquement aucun effet sur la teneur en éléments de base.

En plus des substances organiques, le bois contient des composés minéraux qui produisent des cendres lors de la combustion, dont la quantité varie de 0,2 à 1,7 % ; cependant, chez certaines espèces (saxaul, noyaux de pistaches), la quantité de cendres atteint 3 à 3,5 %. Pour une même espèce, la quantité de cendres dépend de la partie de l’arbre, de sa position dans le tronc, de son âge et des conditions de croissance. L'écorce et les feuilles fournissent plus de cendres ; Ainsi, le bois de tige de chêne fournit 0,35 %, les feuilles - 3,5 % et l'écorce - 7,2 % de cendres. Le bois des branches contient plus de cendre que le bois du tronc ; par exemple, les branches de bouleau et d'épinette produisent 0,64 et 0,32 % de cendres lors de leur combustion, et le bois de tige produit 0,16 et 0,17 % de cendres. Le bois de la partie supérieure du tronc produit plus de cendres que la partie inférieure ; cela indique une teneur élevée en cendres dans le bois jeune ; Ainsi, les bois de hêtre âgés de 10, 20 et 50 ans ont donné un pouvoir de combustion de 0,56 ; 0,46 et 0,36 % de cendres.

Les cendres contiennent principalement des sels de métaux alcalino-terreux. Les cendres de pin, d'épicéa et de bouleau contiennent plus de 40 % de sels de calcium, plus de 20 % de sels de potassium et de sodium et jusqu'à 10 % de sels de magnésium. Une partie des cendres (10-25 %) est soluble dans l'eau (principalement les alcalis - potasse et soude). Autrefois, la potasse K 2 CO 3, utilisée dans la production de cristaux, de savons liquides et d'autres substances, était extraite de la cendre de bois. Les cendres de l'écorce contiennent plus de sels de calcium (jusqu'à 50 % pour l'épicéa), mais moins de sels de potassium, de sodium et de magnésium. Les éléments chimiques de base contenus dans le bois (C, H et O) mentionnés ci-dessus forment des substances organiques complexes.

Les plus importants d'entre eux forment la membrane cellulaire (cellulose, lignine, hémicelluloses - pentosanes et hexosanes) et constituent 90 à 95 % de la masse du bois absolument sec. Les substances restantes sont dites extractives, c'est-à-dire extraites par divers solvants sans modifier sensiblement la composition du bois ; Parmi ceux-ci, les tanins et les résines sont de la plus haute importance. La teneur en substances organiques de base du bois dépend dans une certaine mesure de l'essence. Cela peut être vu sur le tableau. 7.

Tableau 7. Teneur en substances organiques dans le bois de différentes essences.

Matière organique
Soluble dans l'éther.....
Soluble dans l'eau chaude
Cellulose sans pentosane
Pentosanes

En moyenne, on peut supposer que le bois de conifères contient 48 à 56 % de cellulose, 26 à 30 % de lignine, 23 à 26 % d'hémicelluloses (10 à 12 % de pentosanes et environ 13 % d'hexosanes) ; dans le même temps, le bois de feuillus contient 46 à 48 % de cellulose, 19 à 28 % de lignine, 26 à 35 % d'hémicelluloses (23 à 29 % de pentosanes et 3 à 6 % d'hexosanes). Il ressort clairement de ces données que le bois de conifères contient une quantité accrue de cellulose et d'hexosanes, tandis que le bois de feuillus se caractérise par une teneur élevée en pentosanes. Dans la paroi cellulaire, la cellulose est combinée à d’autres substances ; Un lien particulièrement étroit, dont la nature reste encore floue, est observé entre la cellulose et la lignine. Auparavant, on croyait que la lignine n’était mélangée que mécaniquement à la cellulose ; Cependant, depuis peu, ils sont de plus en plus convaincus qu’il existe un lien chimique entre eux.

La composition chimique du bois précoce et tardif dans les couches annuelles, c'est-à-dire la teneur en cellulose, lignine et hémicelluloses, est presque la même ; le bois primitif ne contient que davantage de substances solubles dans l'eau et l'éther ; cela est particulièrement vrai pour le mélèze. La composition chimique du bois change peu sur la hauteur du tronc ; Ainsi, aucune différence pratiquement notable n’a été constatée dans la composition du bois de chêne en fonction de la hauteur du tronc. Chez le pin, l'épicéa et le tremble à l'âge de maturité, une légère augmentation de la teneur en cellulose et une diminution de la teneur en lignine et en pentosanes à mi-hauteur du tronc ont été constatées. Le bois des branches de pin, d'épicéa et de tremble contient moins de cellulose (44 à 48 % au lieu de 52 à 59 %), mais plus de lignine et de pentosanes. Cependant, chez le chêne, il n'y avait pas de différences notables dans la composition chimique du bois du tronc et des grosses branches ; Ce n'est que dans les petites branches que l'on trouve moins de tanins (8 % dans le tronc et 2 % dans les branches). La différence dans la composition chimique de l'aubier et des cerneaux de chêne d'été peut être constatée à partir des données du tableau. 8.

Tableau 8. Différences dans la composition chimique de l'aubier et du bois de cœur

Comme le montre le tableau, une différence notable n'a été trouvée que dans la teneur en pentosanes et en tanins : il y en a plus dans le bois du noyau (et moins de cendres). La composition chimique des membranes cellulaires du cambium, du bois nouvellement formé et de l'aubier est très variable : dans les éléments ligneux, la teneur en cellulose et en lignine augmente fortement (dans les cendres de 20,2 à 4,6 % dans le cambium, à 58,3 et 20,9 % dans le aubier ), mais la teneur en pectines et protéines diminue également fortement (de 21,6 et 29,4 % dans le cambium et à 1,58 et 1,37 % dans l'aubier). L'influence des conditions de croissance sur la composition chimique du bois a été peu étudiée.

La teneur en cellulose du bois de pin diminue à mesure que les conditions du sol se détériorent : dans les peuplements forestiers de classe I - 58 % ; Classe III - 56,8 % ; Qualité IV - 52,9 % et qualité V - 51,5 % ; un phénomène similaire a été constaté pour le bois d'épicéa : dans les peuplements forestiers de classe III - 52,1% et de classe IV - 48,5%. La composition chimique de l’écorce est sensiblement différente de celle du bois. La composition élémentaire de l'écorce de faux sugi (%) est caractérisée par les données suivantes : croûte - carbone 54,7 ; hydrogène 6,4 et oxygène 38,8 ; libérien - respectivement 53,3 ; 5.7 et 40.8. Par rapport au bois, l'écorce contient plus de cendres, d'extraits et de lignine, mais beaucoup moins de cellulose (presque 3 fois) et de pentosanes, et il n'y a pas de différence nette dans la teneur en pentosanes dans l'écorce des conifères (pin, épicéa) et à feuilles caduques. arbres (bouleau, tremble) observés. La composition chimique de l'écorce de certaines roches est donnée dans le tableau. 9.

Tableau 9. Composition chimique de l'écorce de diverses roches.

	Morceau d'écorce	Composition, % en poids d'écorce absolument sèche
		soluble dans l'eau	cellulose sans pentosanes		pentosanes + hexosanes	subérine

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Détails Catégorie : Bois et Bois d'oeuvre

Structure en bois et charpente

Parties d'un arbre en croissance.

L'arbre est composé de couronne, tronc et racines . Chacune de ces pièces remplit des fonctions spécifiques et a des applications industrielles différentes (voir figure).

Il y a deux notions : « arbre" et " d bois».
Arbre est une plante vivace, UN bois - tissu végétal, constitué de cellules aux parois lignifiées, conductrices d'eau et de sels dissous.

Le bois est utilisé comme consommable

matériel de traction pour la fabrication de divers produits.

Le bois, matériau structurel naturel, est obtenu à partir de troncs d'arbres en les sciant en morceaux.

Tronc L'arbre a une partie plus épaisse à la base et une partie plus fine au sommet. La surface du tronc est recouverte aboyer . L'écorce est comme un vêtement pour un arbre et se compose de couche extérieure de liège et couche intérieure de liber(voir l'image).

Couche de liège l'écorce est morte. Couche libérienne sert de conducteur aux jus qui nourrissent l’arbre. L’intérieur principal d’un tronc d’arbre est constitué de bois. À son tour, le bois du tronc est constitué de plusieurs couches, qui sont visibles dans la section comme cernes des arbres . L'âge de l'arbre est déterminé par le nombre d'anneaux de croissance. 2 anneaux - l'obscurité et la lumière représentent 1 an de vie d'un arbre. Pour connaître l'âge d'un arbre, il faut compter tous les cernes (foncés et clairs), diviser ce nombre par 2 et ajouter encore 3 ou 4 années (dont les cernes annuels ne se sont pas encore formés et ne sont visibles que sous un microscope.

Le centre lâche et mou de l’arbre s’appelle cœur et en coupe transversale, il ressemble à une tache sombre d'un diamètre de 2 à 5 mm et est constitué de tissus lâches qui pourrissent rapidement. Cette circonstance a permis de le classer comme défaut du bois.

Du noyau à l'écorce sous forme de lignes légèrement brillantes s'étendent rayons médullaires . Ils ont des couleurs différentes et servent à conduire l’eau, l’air et les nutriments à l’intérieur de l’arbre. Les rayons médullaires créent motif (texture) bois

Cambium - une fine couche de cellules vivantes située entre l'écorce et le bois. Uniquement à partir de cambium de nouvelles cellules se forment et l'arbre grossit chaque année. « Cambium»- du latin « échange » (de nutriments).

Pour étudier la structure du bois, il existe trois sections principales bœuf (voir figure).

Couper 2 , passant perpendiculairement au noyau du tronc est appelé fin . Il est perpendiculaire aux cernes de croissance et aux fibres.

Section 3 passant par le cœur du tronc est appelé radial . Il est parallèle aux couches annuelles et aux fibres.

Coupe tangentielle 1 est parallèle au noyau du tronc et en est éloigné à une certaine distance. Ces coupes révèlent diverses propriétés et motifs du bois.

Toutes les planches reçues à scierie , ont des coupes tangentielles, à l'exception de deux planches coupées au milieu de la bûche, donc en pratique les coupes tangentielles sont parfois appelées coupes de planche. Une coupe très importante lors de la détermination du bois est la coupe finale. Il montre toutes les parties principales du tronc d'arbre à la fois : moelle, bois et écorce. Pour déterminer l'essence de bois en pratique, il suffit d'étudier macrostructure un petit morceau de bois scié à partir d'une planche pour former un bloc ou une crête. En se concentrant sur les cernes de croissance, des coupes tangentielles et radiales sont réalisées. Toutes les sections sont soigneusement poncées d'abord avec du papier de verre à gros grains puis avec du papier de verre à grain fin. Il est également nécessaire d'avoir à portée de main une loupe grossissante cinquante fois, un pot d'eau propre et un pinceau.

Au milieu du tronc de nombreux arbres est clairement visible cœur . Il s'agit de tissus lâches formés au cours des premières années de la vie d'un arbre. Le noyau pénètre dans le tronc de l'arbre jusqu'au sommet, dans chaque branche. Chez les feuillus, le diamètre du noyau est souvent plus grand que chez les conifères. Le sureau a un très gros noyau. En retirant le noyau, vous pouvez assez facilement obtenir un tube en bois. Depuis des temps immémoriaux, ces pipes étaient utilisées par les musiciens folkloriques pour fabriquer divers instruments à vent : zhaleks, pipes et pipes. La plupart des arbres ont un noyau rond à l'extrémité coupée, mais il existe des espèces avec une forme de noyau différente. Le noyau d'aulne à l'extrémité ressemble à la forme d'un triangle, le frêne - un carré, le peuplier - un pentagone et le noyau de chêne ressemble à une étoile à cinq branches. À l'extrémité autour du noyau se trouvent des anneaux concentriques situés couches annuelles ou annuelles bois Sur une coupe radiale, les couches annuelles sont visibles sous forme de bandes parallèles, et sur une coupe tangentielle - sous forme de lignes sinueuses.

Chaque année, l'arbre revêt une nouvelle couche de bois comme une chemise, ce qui rend le tronc et les branches plus épais. Entre le bois et l'écorce se trouve une fine couche de cellules vivantes appelées cambium . La plupart des cellules sont destinées à la construction d'une nouvelle couche annuelle de bois et une très petite partie à la formation de l'écorce. Aboyer se compose de deux couches - liège et liber. La couche de liège située à l'extérieur protège le bois du tronc des fortes gelées, des rayons chauds du soleil et des dommages mécaniques. La couche libérienne de l'écorce conduit l'eau avec les substances organiques produites dans les feuilles vers le bas du tronc. L'écoulement de la sève vers le bas se produit dans les fibres du chêne. L'écorce des arbres est très diversifiée en couleur (blanche, grise, brune, verte, noire, rouge) et en texture (lisse, lamellaire, fissurée, etc.). Ses utilisations sont variées. L'écorce de saule et de chêne en contient beaucoup tanins, utilisé en médecine, ainsi que dans la teinture et l'habillage du cuir. Les bouchons des plats sont découpés dans l'écorce du chêne-liège et les déchets sont utilisés comme remplissage pour les bouées de sauvetage marines. La couche libérienne de tilleul bien développée est utilisée pour le tissage de divers articles ménagers.

Au printemps et au début de l'été, lorsqu'il y a beaucoup d'humidité dans le sol, le bois de la couche annuelle pousse très rapidement, mais plus près de l'automne, sa croissance ralentit et, enfin, en hiver, elle s'arrête complètement. Cela se reflète dans l'apparence et les propriétés mécaniques du bois de la strate annuelle : celui cultivé au début du printemps est généralement plus léger et plus meuble, et à la fin de l'automne, il est sombre et dense. Si le temps est favorable, un large cerne de croissance se développe, mais lors des étés rigoureux et froids, des cernes si étroits se forment qu'ils peuvent parfois à peine être distingués à l'œil nu. Chez certains arbres, les cernes de croissance sont clairement visibles, tandis que chez d'autres, ils sont à peine perceptibles. Mais, en règle générale, les jeunes arbres ont des cernes annuels plus larges que les plus âgés. Même le même tronc d'arbre dans différentes zones présente des largeurs d'anneaux de croissance différentes. Dans la partie supérieure de l'arbre, les couches annuelles sont plus étroites que dans la partie médiane ou apicale. La largeur des couches annuelles dépend de l'emplacement de l'arbre. Par exemple, les couches annuelles de pins poussant dans les régions du nord sont plus étroites que les couches annuelles de pins du sud. Non seulement l’aspect du bois, mais aussi ses propriétés mécaniques dépendent de la largeur des cernes de croissance. Le meilleur bois de conifères est considéré comme celui dont les couches de croissance sont les plus étroites. Le pin aux couches annuelles étroites et au bois rouge brunâtre est appelé par les maîtres minerai et est très apprécié. Le bois de pin avec de larges couches annuelles est appelé myandova. Sa résistance est bien inférieure à celle du minerai.

Le phénomène inverse est observé dans les bois d’arbres comme le chêne et le frêne. Leur bois est plus durable et comporte de larges couches annuelles. Et chez les arbres comme le tilleul, le tremble, le bouleau, l'érable et autres, la largeur des cernes de croissance n'affecte pas les propriétés mécaniques de leur bois.

Chez de nombreux arbres, les couches annuelles à l'extrémité sont des cercles plus ou moins réguliers, mais il existe des espèces chez lesquelles les couches annuelles forment des lignes fermées ondulées à l'extrémité. Ces espèces comprennent le genévrier : l'ondulation des cernes annuels en est un motif. Il existe des arbres dont les couches annuelles sont devenues ondulées en raison de conditions de croissance anormales. L'ondulation des couches annuelles dans la partie supérieure de l'érable et de l'orme augmente le caractère décoratif de la texture du bois.

Si vous examinez attentivement l'extrémité des arbres à feuilles caduques, vous pourrez distinguer d'innombrables points clairs ou sombres - ce sont navires. Chez le chêne, le frêne et l'orme, de gros vaisseaux sont situés dans la zone des premiers bois sur deux ou trois rangées, formant des anneaux sombres bien visibles dans chaque couche annuelle. C’est pourquoi ces arbres sont généralement appelés vasculaire annulaire . En règle générale, les arbres à vaisseaux annulaires ont un bois lourd et durable. Le bouleau, le tremble et le tilleul possèdent de très petits vaisseaux, à peine visibles à l'œil nu. Au sein de la couche annuelle, les vaisseaux sont uniformément répartis. Ces races sont appelées vasculaire disséminé . Chez les espèces à vaisseaux annulaires, le bois est de dureté moyenne et dur, tandis que chez les espèces à vaisseaux diffus, il peut être différent. Par exemple, l'érable, le pommier et le bouleau sont durs, tandis que le tilleul, le tremble et l'aulne sont mous.

L'eau contenant des sels minéraux est fournie depuis la racine par les vaisseaux jusqu'aux bourgeons et aux feuilles, et flux de sève ascendant. En coupant des récipients en bois au début du printemps, les récolteurs récoltent la sève de bouleau - pasoku. On prépare ainsi la sève d’érable à sucre, qui sert à produire du sucre. Il existe des arbres à sève amère, comme le tremble.

Simultanément à la croissance d'une nouvelle couche annuelle à l'intérieur du tronc, les couches annuelles antérieures situées plus près du noyau meurent progressivement. Chez certains arbres, le bois mort à l’intérieur du tronc prend une couleur différente, généralement plus foncée que le reste du bois. Le bois mort à l'intérieur du tronc est appelé cœur , et les roches dans lesquelles il est formé sont son . La couche de bois vivant située autour du noyau est appelée aubier . L'aubier est plus riche en humidité et moins durable que le bois de cœur séché. Le noyau du bois se fissure moins et résiste mieux aux attaques de divers champignons. C’est pourquoi le bois de cœur a toujours été plus valorisé que l’aubier. L'aubier, saturé d'humidité, se fissure fortement en séchant, déchirant par la même occasion le noyau. Lors de la récolte d'une petite quantité de bois, certains artisans préfèrent couper une couche d'aubier de la crête immédiatement avant le séchage. Sans aubier, le bois de cœur sèche plus uniformément.

À races sonores se rapporter: pin, cèdre, mélèze, genévrier, chêne, frêne, pommier et d'autres. Dans un autre groupe d'arbres, le bois de la partie centrale du tronc meurt presque complètement, mais sa couleur ne diffère pas de celle de l'aubier. Ce type de bois est appelé mûr , et la race bois mature . Le bois mature contient moins d’humidité que le bois vivant, car l’écoulement de la sève vers le haut ne se produit que dans la couche de bois vivant. À essences de bois matures se rapporter épicéa et tremble .

Le troisième groupe comprend les arbres dont le bois au centre ne meurt pas et n'est pas différent de l'aubier. Le bois de l'ensemble du tronc est entièrement constitué de tissus vivants d'aubier à travers lesquels se produit un flux de sève ascendant. Ces espèces d'arbres sont appelées aubier . À aubier les races comprennent bouleau, tilleul, érable, poirier et d'autres.

Peut-être avez-vous remarqué que dans un tas de bouleaux, on croise parfois une bûche avec une tache brune au milieu, très semblable au noyau ? Vous savez désormais que le bouleau est une espèce sans noyau. D’où vient-il son noyau ? Le fait est que ce noyau n’est pas réel, mais faux. Faux noyau en menuiserie gâche l'apparence, son bois a une résistance réduite. Il n’est pas si difficile de distinguer un faux noyau d’un vrai. Si pour un vrai noyau la frontière entre celui-ci et l'aubier longe strictement la couche annuelle, alors pour un faux, elle peut traverser les couches annuelles. Le faux noyau lui-même acquiert parfois une grande variété de couleurs et de formes bizarres, rappelant soit une étoile, soit la corolle d'une fleur exotique. Faux noyau se forme uniquement dans les arbres à feuilles caduques, tels que bouleau, érable et aulne , mais les conifères ne l'ont pas.

Sur finà la surface d'un tronc d'arbre, chez certaines espèces d'arbres, des rayures légèrement brillantes sont clairement visibles, s'étendant en forme d'éventail du noyau à l'écorce - ce rayons médullaires . Ils conduisent l'eau horizontalement dans le tronc et stockent également les nutriments. Les rayons centraux sont plus denses que le bois environnant et deviennent clairement visibles après avoir été mouillés avec de l'eau. Sur une coupe radiale, les rayons sont visibles sous forme de rayures brillantes, de tirets et de taches, sur une coupe tangentielle - sous forme de tirets et de lentilles. Dans tous les conifères, ainsi que dans les arbres à feuilles caduques - bouleau, tremble, poirier et autres - les rayons centraux sont si étroits qu'ils sont presque invisibles à l'œil nu. Chez le chêne et le hêtre, au contraire, les rayons sont larges et bien visibles dans toutes les sections. Chez l'aulne et le noisetier (noisette), certains rayons semblent larges, mais si vous regardez l'un d'eux à la loupe, il n'est pas difficile de découvrir qu'il ne s'agit pas du tout d'un rayon large, mais d'un groupe de rayons très longs. de minces rayons rassemblés. De tels rayons sont généralement appelés faux faisceaux larges .

Sur le bois de bouleau, de sorbier des oiseleurs, d'érable et d'aulne, on peut souvent voir des taches brunes dispersées de manière chaotique - ce sont ce qu'on appelle répétitions de base . Ce sont des passages envahis par les insectes. Dans les coupes longitudinales, les noyaux répétés sont visibles sous la forme de stries et de taches informes de couleur brune ou brune, très différentes de la couleur du bois environnant.

Si la coupe d'extrémité du bois de conifères est humidifiée avec de l'eau propre, certaines d'entre elles présenteront des taches claires situées dans la partie ultérieure des cernes de croissance. Ce passages de résine . Sur les coupes radiales et tangentielles, ils sont visibles sous forme de lignes lumineuses. Le pin, l'épicéa, le mélèze et le cèdre ont des passages de résine, mais sont absents chez le genévrier et le sapin. Chez le pin, les canaux résineux sont grands et nombreux, chez le mélèze ils sont petits, chez le cèdre ils sont grands mais clairsemés.

Vous avez sans doute remarqué plus d'une fois sur les troncs de conifères présentant des dégâts, des afflux de résine transparente - résine . Sève - des matières premières précieuses qui trouvent diverses utilisations dans l'industrie et dans la vie quotidienne. Pour récolter la résine, les récolteurs coupent délibérément les conduits de résine des conifères.

Le bois de certains arbres à feuilles caduques répandus de la zone médiane n'a pas l'éclat de la couleur et le motif de texture frappant que l'on trouve dans les arbres exotiques importés des pays du sud. Il correspond à la nature de la Russie centrale - ses couleurs sont sourdes, son motif texturé est simple et sobre. Mais plus vous regardez le bois de nos arbres, plus vous commencez à y discerner des nuances de couleurs plus subtiles.

À première vue, les bois de bouleau, de tremble et de tilleul peuvent donner l'impression que tous ces arbres ont le même bois blanc. Mais en y regardant de plus près, il n'est pas difficile de découvrir que le bois de bouleau a une légère teinte rosée, le tremble a une teinte vert jaunâtre et le bois de tilleul a une teinte jaunâtre-orange. Et bien sûr, non seulement pour ses excellentes propriétés mécaniques, le tilleul est devenu un matériau préféré et traditionnel parmi les sculpteurs russes. La couleur chaude et douce de son bois confère aux figurines et autres sculptures une vivacité extraordinaire. La plupart des conifères modèle de texture exprimé très clairement. Cela s'explique par la couleur contrastée des parties tardives et précoces du bois dans chaque couche annuelle. Grâce aux gros vaisseaux situés le long des couches annuelles et bien visibles à l'œil nu, les arbres à feuilles caduques - chênes et frênes - présentent un beau motif texturé.

Chaque espèce d'arbre a la sienne odeur . Certains ont une odeur forte et persistante, tandis que d’autres ont une odeur faible et à peine perceptible. Chez le pin et certaines autres plantes ligneuses, l’odeur du bois de cœur est très persistante et peut durer de nombreuses années. Les bois de chêne, de cerisier et de cèdre ont des odeurs très persistantes et uniques.

Dans les arbres de la zone médiane, le tilleul, le tremble, l'aulne, le saule, l'épicéa, le pin, le cèdre et autres ont un bois tendre et souple. Bois durs de bouleau, chêne, frêne, érable, mélèze ; comme le buis, le pistache, le zelkova et le cornouiller ne poussent que dans les régions méridionales du Caucase et de l'Europe.

Plus le bois est dur, plus les outils de coupe s’émoussent et se cassent rapidement. Si un charpentier coupe un bâtiment en mélèze, il doit alors affûter la hache beaucoup plus souvent que lorsqu'il travaille avec de l'épicéa ou du pin, et affûter la scie plus souvent. Lorsqu’il travaille le bois dur, le sculpteur sur bois est confronté aux mêmes difficultés. Lors de l'affûtage des outils, il prend en compte la dureté du bois et rend l'angle d'affûtage moins aigu. Travailler du bois dur prend plus de temps que travailler du bois tendre. Mais les artisans ont toujours été attirés par la possibilité d'appliquer les coupes les plus fines sur le bois dur, sa belle couleur profonde et sa résistance accrue. Les artisans populaires le savaient bien. Là où une résistance particulière était requise, les pièces individuelles étaient fabriquées en bois dur. Pendant la saison de fenaison, un paysan ne peut se passer d'un râteau en bois. Le râteau doit être léger, c'est pourquoi le manche est en pin, en épicéa ou en saule. La force était requise de la part du bloc et des dents. Ils utilisaient principalement du bois de bouleau, de poirier et de pommier.

Regardez les vieilles marches de porche, les planches de plancher ou les tabliers de ponts ferroviaires jonchés de nœuds. On dirait que les nœuds sont sortis des planches. Mais il n’en est rien : les nœuds sont restés en place, mais le bois qui les entourait a été usé. Les nœuds doivent une telle résistance à l'abrasion non seulement à leur teneur en résine, mais aussi à leur position particulière dans la planche. Après tout, chaque nœud est tourné vers l’extérieur. Et dès la fin, comme on le sait, le bois a une résistance accrue et moins d'abrasion. C'est pourquoi, depuis l'Antiquité, les routiers ont posé des trottoirs en bois particulièrement solides à l'aide de blocs d'extrémité.

Le bois possède une propriété que les autres matériaux naturels n’ont pas. Ce clivabilité , ou fissibilité . Lors du fendage, le bois n'est pas coupé, mais se fend dans le sens du fil. Par conséquent, vous pouvez même fendre une bûche avec une cale en bois. Le bois de conifère élastique à grain droit de pin, de cèdre et de mélèze se fend bien. Parmi les arbres à feuilles caduques, le chêne, le tremble et le tilleul se divisent facilement. Le chêne se fend bien uniquement dans le sens radial. La flexibilité dépend de l'état du bois. Le bois légèrement humidifié ou fraîchement coupé se fend mieux que le bois sec. Mais un bois trop hydraté, mouillé, se fend difficilement, car il devient trop visqueux. Si vous avez déjà coupé du bois de chauffage, vous avez probablement remarqué avec quelle facilité et rapidité le bois gelé se fend.

Les propriétés de fendage du bois sont d'une importance pratique. Le fendage du bois produit des ébauches pour les allumettes, des rivets pour les ustensiles de tonnelier, dans le secteur des wagons - des ébauches pour rayons et jantes, dans la construction - des copeaux de toiture, des bardeaux et des bardeaux de plâtre. Les artisans paysans tissaient des paniers pour les champignons et le linge à partir de fines bandes de pin fendu, et entre les deux, ils fabriquaient de drôles de figurines de cerfs et de patins pour les enfants à partir de copeaux de bois.

Si vous pliez un éclat de bois sec en arc de cercle puis le relâchez, il se redressera instantanément. Le bois est un matériau élastique. Mais elle élasticité dépend en grande partie du type de bois, de sa structure et de l'humidité. Le bois lourd et dense avec une dureté élevée est toujours plus élastique que le bois léger et tendre. Lorsque vous choisissez une branche pour une canne à pêche, vous essayez d'en choisir une qui soit non seulement droite, fine et longue, mais aussi élastique. Il est peu probable qu'un pêcheur souhaite fabriquer une canne à pêche à partir d'une branche de sureau cassant ou de nerprun, et non à partir d'une branche flexible et élastique de sorbier ou de noisetier. Les Indiens d'Amérique préféraient fabriquer des cannes à pêche à partir de branches élastiques de cèdre. Il est difficile d'imaginer l'histoire de l'humanité sans une arme ancienne : l'arc. Mais l’invention de l’arc aurait été impossible si le bois manquait d’élasticité. L'arc nécessitait un bois très solide et résilient et était le plus souvent fabriqué à partir de frêne et de chêne.

Grâce à la même élasticité, le bois est utilisé là où il est nécessaire d'atténuer le recul. À cet effet, un bloc de bois massif était placé sous l'enclume et le manche du marteau était en bois. Plus d'un siècle s'est écoulé depuis l'invention des armes à feu. Les fusils et fusils à silex appartiennent au passé, l'arme est devenue parfaite, mais la crosse et certaines autres pièces sont toujours en bois. Où pouvez-vous trouver un matériau qui amortirait de manière aussi fiable le recul lors du tir ? On constate depuis longtemps que le bois à fil droit est plus élastique que le bois torsadé. Même le bois d’un même arbre a une élasticité différente selon les parties. Par exemple, le bois de noyau mature, situé plus près de la moelle, est plus résistant que le bois jeune, situé plus près de l’écorce. Mais si le bois est mouillé ou cuit à la vapeur, son élasticité diminuera fortement. La bande de bois courbée conserve sa forme après séchage.

Plus l'arbre est humide, plus il est grand Plastique et une élasticité moindre. Plastique le contraire de l’élasticité. La plasticité est d'une grande importance dans la production de meubles courbés et en osier, d'équipements sportifs, de vannerie, de charrettes et de tonnellerie. L'orme, le frêne, le chêne, l'érable, le cerisier des oiseaux, le sorbier des oiseaux, le tilleul, le saule, le tremble et le bouleau acquièrent une plasticité élevée après ébullition dans l'eau ou cuisson à la vapeur. Pour la production de meubles courbés, des ébauches d'érable, de frêne, d'orme et de chêne sont utilisées, et de l'osier de saule et de noisetier. Les arcs de harnais sont pliés en bouleau, orme, cerisier des oiseaux, érable et sorbier. Les arches fabriquées à partir de ces arbres sont très solides, mais si vous avez besoin d'elles plus légères, on utilise du saule et du tremble. Le bois de conifères a une faible ductilité, il n'est donc presque jamais utilisé pour les produits courbés ou en osier. L'exception est le pin, dont de fins copeaux sont utilisés pour le tissage de boîtes et de paniers, ainsi que les racines de pin, d'épicéa, de cèdre et de mélèze, qui sont utilisées pour le tissage de paniers de racines.

Le bois saturé d’humidité gonfle et augmente de volume. Dans de nombreux produits du bois gonflement - un phénomène négatif. Par exemple, un tiroir de bureau gonflé est presque impossible à pousser ou à retirer. Il est difficile de fermer les ouvrants d'une fenêtre ouverte après la pluie. Pour éviter que le bois ne gonfle, les produits en bois sont le plus souvent recouverts d'une couche protectrice de peinture ou de vernis. Les artisans luttent constamment contre le gonflement du bois. Mais pour les ustensiles de tonnelier, cette propriété s'est avérée positive. En effet, lorsque les rivets – les planches à partir desquelles sont assemblés les ustensiles de tonnellerie – gonflent, les interstices entre eux disparaissent – ​​les ustensiles deviennent étanches.

Auparavant, lorsque les navires arrivaient en réparation en hiver, leur revêtement en bois était traditionnellement calfeutré lin ou chanvre étoupe. Tout d'abord, beaucoup de matières premières précieuses ont été gaspillées et, lors de fortes gelées, l'étoupe est devenue fragile et il était très difficile de travailler avec. C'est ici que la laine de bois, des copeaux très fins, est venue à la rescousse. La laine de bois ne craint pas le gel, elle comble facilement toutes les fissures du revêtement. Et lorsque le navire est mis à l'eau, la laine de bois gonfle et bouche étroitement les moindres fissures de la coque.

Les essences de bois sont déterminées par leurs caractéristiques suivantes : texture, odeur, dureté, couleur .

Les arbres à feuillage sont appelés à feuilles caduques , et ceux qui ont des aiguilles - conifère .

À feuilles caduques les races sont bouleau, tremble, chêne, aulne, tilleul et etc., espèces de conifères - pin, épicéa, cèdre, sapin, mélèze etc. Un arbre est appelé mélèze car, comme les arbres à feuilles caduques, il perd ses aiguilles en hiver.

Le bois est largement utilisé par l’homme dans divers secteurs d’activité économique. Les propriétés du bois d'une essence particulière déterminent la possibilité de son utilisation dans une production particulière. L'aspect final du produit, sa qualité et sa durabilité dépendent du bon choix du matériau.

Bois : propriétés du bois dur

Le bois feuillu se caractérise par une structure expressive et une absence presque totale d'odeur. Cela se fait principalement sentir immédiatement après la coupe, ainsi que pendant le traitement. Le plus souvent, le bois est utilisé comme matériau de finition et de décoration. Il existe des feuillus annulaires (chêne, frêne, orme, etc.) et diffus-vasculaires (bouleau, hêtre, noyer, tremble, tilleul, etc.). Ils ont différents modèles de disposition des vaisseaux dans la couche annuelle. Examinons de plus près les propriétés et la structure du bois de certains feuillus.

Chêne

Le bois de chêne a une structure expressive et une belle couleur. La race est saine. Il présente des couches annuelles clairement visibles, un aubier étroit, de couleur très différente de celle du noyau, qui peut être brun clair ou brun foncé.

Le bois de chêne se caractérise par une résistance élevée et une capacité de flexion. En raison de la présence de tanins (en grande quantité), il présente la plus grande résistance à la pourriture par rapport à tous les bois durs.

Les propriétés du bois de chêne contribuent à une transformation facile du matériau, à une bonne aptitude à la peinture et au polissage. Assez largement utilisé pour la sculpture, la décoration intérieure et la fabrication de meubles. Grâce aux grands vaisseaux, le matériau se caractérise par une bonne aptitude à la flexion sans destruction des fibres. Les propriétés mécaniques du bois permettent d'utiliser le chêne pour la réalisation de meubles courbés.

Un matériau précieux pour la finition est celui qui, à la suite d'une exposition prolongée à l'eau, acquiert une très grande résistance et, dans la plupart des cas, une couleur presque noire.

Hêtre

La race n'est pas nucléaire. Le bois a une belle texture, blanche avec une teinte rouge jaunâtre. Les couches annuelles sont clairement visibles. Le bois de hêtre présente certaines propriétés physiques et mécaniques similaires au bois de chêne. Il est durable, dense, dur, facile à plier, à couper et à traiter avec des vernis et des peintures. Cependant, une fois séché, il a tendance à se déformer et est également instable à la pourriture, c'est pourquoi il n'est pratiquement pas utilisé pour la fabrication de meubles.

Le bois de hêtre est plus demandé dans la fabrication d'instruments de musique, lors de certains travaux de finition, en sculpture, etc.

Cendre

Il a un noyau brun foncé et un aubier large jaune clair avec un beau motif de grain. Le bois se caractérise par une résistance et une ténacité élevées. Il a une bonne capacité à se plier lorsqu'il est cuit à la vapeur, est légèrement sujet aux fissures et ne se déforme pratiquement pas lors du séchage. Résistant à la pourriture.

En termes de valeur, le bois de frêne est égal à celui-ci et est utilisé pour la finition des meubles et des instruments de musique. Des objets artisanaux précieux sont fabriqués à partir de croissances de frênes (ronces).

Bouleau

Le bouleau verruqueux est le plus utilisé dans l’industrie. L'espèce est sans noyau, a un bois blanc avec une teinte jaunâtre ou rougeâtre. Caractérisé par une bonne résistance et ténacité. La dureté et la densité sont moyennes.

Le matériau est pratique à travailler. Il coupe et perce bien et est également facile à polir, coller et peindre. Cependant, malgré toutes les propriétés positives du bois de bouleau, il présente également certains inconvénients. Il est pratiquement instable à la pourriture, sèche considérablement et se déforme. Mais cela n'affecte pas la demande de ce matériau pour les travaux de finition, puisque les propriétés du bois de bouleau permettent d'imiter diverses essences précieuses. Le matériau est également utilisé pour la fabrication de nombreux autres produits (plaques de placage, skis, etc.).

Le bois de bouleau de Carélie a une texture très inhabituelle. Des rayons brisés en forme de cœur, des couches de croissance ondulées et des bourgeons dormants en forme de rayures sombres se combinent pour produire une belle surface marbrée. Le matériau est utilisé pour la fabrication de produits artistiques et de meubles en placage.

Orme

Il a un bois de cœur brun foncé et un aubier blanc jaunâtre. Le matériau est durable, dur, dense et visqueux. Pendant le processus de séchage, il ne se fissure pas et ne se déforme pas. Cependant, en raison de la structure trop dense, imprégnée de petits pores, le processus de traitement (notamment le polissage) de ce matériau devient nettement plus compliqué.

Utilisé dans les travaux de menuiserie. Lorsqu'il est cuit à la vapeur, il se prête bien au pliage, c'est pourquoi il est utilisé pour la fabrication de pièces courbes. Les loupes d'orme sont particulièrement précieuses pour le tournage d'objets artisanaux.

Noyer

Le bois a une riche gamme de tons, ainsi qu’une variété de textures. La couleur varie du gris brunâtre clair au presque noir. Fraîchement coupé, le bois est de couleur claire et fonce progressivement avec le temps. Il se caractérise par une résistance, une dureté modérée et une haute résistance à la pourriture. Conserve sa forme, ne se déforme pas et est facile à traiter. Il est bien poli, découpé, collé et imprégné.

Il est principalement utilisé pour la finition des locaux, des meubles et pour la fabrication de produits sculptés.

Tremble

Lorsqu'il est stocké sous forme abattue, le bois de tremble acquiert une couleur blanche avec une teinte verdâtre légèrement perceptible. Les rayons cordés et les couches annuelles sont pratiquement invisibles. Une caractéristique distinctive du bois de tremble est l'absence presque totale de nœuds. Il est très résistant à l'humidité, ne se déforme pas et ne se fissure pratiquement pas. Aspen est facile à travailler. Il est doux, souple, coupe bien, pique, se polit facilement et se colle de manière fiable. L'inconvénient du tremble est son séchage rapide.

Les propriétés et la structure du bois déterminent son utilisation pour la production de contreplaqué, d'allumettes, de vaisselle, de jouets et d'autres petits objets.

Aulne

La couleur naturelle du bois d'aulne varie du blanc au brun pâle. Après la maison en rondins, en raison de l'interaction avec l'air, elle vire au rouge-brun en peu de temps.

Le bois n'est pas particulièrement durable et peut se déformer lorsqu'il est séché, mais il possède un certain nombre de propriétés technologiques positives, car il se caractérise par sa légèreté, son hygroscopique modérée et sa douceur. Peut être coupé, poli, collé et peint sans aucun problème. Il n'a aucune odeur et n'absorbe pas les odeurs étrangères. Il est très résistant à la pourriture, c'est pourquoi il est souvent utilisé pour équiper les puits et les réserves. De plus, il est utilisé pour les travaux de sculpture et de finition. Les propriétés physiques du bois d'aulne permettent d'imiter certaines essences de bois (par exemple l'acajou et l'ébène).

Tilleul

Le bois est blanc, avec une légère teinte rosée. Les cernes des arbres sont pratiquement invisibles. Il se caractérise par une structure et une résistance homogènes. Les propriétés du bois de tilleul telles que la légèreté, la douceur et la viscosité permettent de traiter facilement le matériau dans toutes les directions, aussi bien manuellement qu'à la main. Il est bien peint, collé et conserve sa forme. Le bois résiste à la pourriture et ne se fissure pas et ne se déforme pas lors du séchage.

En raison de sa structure solide et de sa faible déformation, le tilleul est utilisé pour fabriquer de grandes parties de meubles sculptés. Des planches à dessin, des crayons, de la vaisselle, etc. sont également fabriqués à partir de ce matériau.

Poire

Le bois est de couleur blanc rougeâtre ou brun rosé. Plus l'arbre est jeune, plus sa couleur est claire. La texture est de densité uniforme, les rayons médullaires et les cernes de croissance sont faiblement visibles. Le matériau est dur, dense, lourd, caractérisé par une résistance élevée à la compression. Les propriétés mécaniques du bois de poirier sont supérieures à celles du chêne et du frêne. Pendant le processus de séchage, il ne se déforme pratiquement pas et ne se fissure pas. Ça coupe assez bien dans tous les sens. Facile à polir et à peindre.

Il est souvent utilisé comme matériau pour la décoration de meubles, pour les sculptures et les mosaïques. Les propriétés physiques du bois de poirier permettent d'en faire des imitations d'ébène.

pommier

Le bois est de couleur rose avec des veines rouge vif, dur, lourd, plutôt visqueux et présente une structure uniforme. Caractérisé par une résistance élevée et une résistance à l'usure. Le bois de pommier est sujet au dessèchement et à la déformation importants, il est donc préférable de l'utiliser sous forme séchée. Le matériau peut être bien poncé, poli et peint. Lorsqu'il est imprégné d'huile siccative ou d'huile de lin, il acquiert une couleur brun foncé. Principalement utilisé pour la réalisation de sculptures et de menuiserie.

Propriétés de base du bois de conifères

Le bois de conifères se caractérise par une odeur résineuse spécifique, une macrostructure plus clairement définie et une plus grande biostabilité par rapport au bois de feuillus. Ces propriétés du bois de diverses essences de conifères contribuent à leur utilisation généralisée dans la construction et la production de divers biens de consommation. Les conifères comprennent le pin, l'épinette, le mélèze, l'if, le sapin, le cèdre et le genévrier.

Pin

La couleur de l'aubier du pin peut aller du jaune pâle au jaune rougeâtre, et le bois de cœur peut aller du rose au rouge brunâtre. Il se caractérise par une texture rayée assez prononcée. Les rayons médullaires ne sont pas visibles. Les cernes des arbres sont clairement visibles dans toutes les sections.

Le bois est solide, doux, léger et très tranchant. En raison de la grande quantité de résine, elle se caractérise par une résistance accrue à la pourriture. Après séchage, il ne se déforme pratiquement pas. Il est facile à travailler, se scie et se coupe bien et se colle relativement bien.

Les hautes propriétés technologiques du bois de pin et sa large distribution en font l’essence de conifère la plus utilisée. Le matériau est utilisé dans la construction (tant civile qu'industrielle), dans la production de meubles, de menuiserie et de parquet. De plus, les instruments de musique, le contreplaqué, les tonneaux, etc. sont fabriqués à partir de pin.

Épicéa

Le bois d'épicéa se caractérise par sa douceur, sa légèreté et son bon tranchant. Une particularité est la répartition extrêmement uniforme des fibres. Les propriétés physiques et mécaniques du bois d'épicéa sont inférieures à celles du pin dans un certain nombre d'indicateurs. Il a moins de résistance et contient également de la résine, ce qui le rend moins résistant aux précipitations et autres influences atmosphériques. En raison de sa structure moins souple et de son grand nombre de nœuds, le bois d'épicéa est plus difficile à traiter.

Le matériau est principalement utilisé dans la fabrication de meubles. Les instruments à cordes (en particulier les violons) sont également fabriqués à partir d'épicéa, car aucun autre arbre n'est capable de produire une telle résonance.

Mélèze

Il a un aubier clair et étroit et un bois de cœur brun rougeâtre. Bois dur, élastique, résineux, extrêmement imputrescible. Les propriétés du bois de mélèze, tant physiques que mécaniques, sont assez élevées. Les caractéristiques distinctives du matériau sont la résistance et la durabilité. Il se caractérise également par une densité élevée, qui augmente considérablement avec le séchage (à tel point qu'un clou ne peut pas y être enfoncé).

En raison de ses propriétés physiques et mécaniques élevées, le mélèze est largement utilisé. C'est un matériau indispensable pour les travaux de construction. Le parquet en bois de mélèze est très résistant et a une très longue durée de vie. Sa belle texture et sa haute résistance à la déformation en font un matériau précieux dans la production de meubles.

cèdre de Sibérie

Le bois est de couleur rosée avec un beau motif de grain. Les cernes des arbres sont clairement visibles dans toutes les sections. C'est léger et doux. En termes de propriétés technologiques, le cèdre est inférieur au pin, mais supérieur à l'épicéa. Le matériau peut être facilement traité, mais n'est pas très résistant à la pourriture.

Le bois de cèdre a des propriétés résonantes, c'est pourquoi on en fabrique des instruments de musique (guitares, harpes, pianos à queue). De plus, il est utilisé pour la fabrication de meubles, dans la fabrication de crayons, etc.

Sapin

La structure du bois de sapin est proche du pin. Il est assez durable et dense, facile à traiter. Mais il contient peu de substances résineuses, c'est pourquoi il se caractérise par une faible résistance à la pourriture et nécessite un traitement supplémentaire.

Le bois de sapin est souvent utilisé dans la construction de maisons pour la production de blocs de fenêtres, de portes et de revêtements de sol. Ce matériau est également largement utilisé pour les travaux de sculpture.

If

Il a un aubier étroit blanc jaunâtre et un bois de cœur rouge brunâtre. Les couches annuelles sont caractérisées par une forme sinueuse et sont clairement visibles dans toutes les sections. L'if est inclus dans la liste des espèces appelées « acajou ». Bois dur, lourd et dense. Les propriétés du bois sont pour la plupart positives. Il est très résistant à la pourriture. Bon pour le traitement, le polissage et la peinture. Il est considéré comme l’un des meilleurs matériaux utilisés dans la finition, le tournage et la menuiserie. Les loupes sont très précieuses, souvent formées sur des troncs d'ifs et utilisées principalement comme matériau de finition.

Genévrier

Le bois de l'arbuste se caractérise par un aubier de couleur blanc rosé et un bois de cœur brun jaunâtre. Il présente des couches annuelles ondulées clairement visibles sur toutes les sections. Les rayons en forme de cœur ne sont pas visibles.

Le bois est solide et lourd. Il résiste à la pourriture, ne perd presque pas de volume pendant le processus de séchage et ne gonfle pratiquement pas lorsqu'il interagit avec l'humidité. Plus la matière est séchée, plus la coupe est belle. Il se prête bien au traitement, au polissage et à la peinture.

L'utilisation du matériau est quelque peu limitée en raison de la petite taille des troncs de brousse. Le plus souvent, le bois de genévrier est utilisé pour la sculpture, la fabrication d'objets de décoration, de petits objets artisanaux, de jouets, de produits de tournage, etc.