(amw)
Materiałoznawstwo
str. 1
Wg „Budownictwo ogólne – materiały i wyroby budowlane” – tom 1 / 2005 r.
Mikroskopowa budowa drewna
Budowa mikroskopowa drewna jest zespół jego cech i elementów anatomicznych rozróżnianych i
dających się badać za pomocą mikroskopu. Są to więc komórki, ich elementy składowe oraz
zespoły
komórek tworzące poszczególne tkanki drewna. Podstawowymi elementami
mikroskopowej budowy drewna są: komórki miękiszowe, włókna drzewne, naczynia, cewki,
promienie rdzeniowe oraz przewody żywiczne.
Komórka. Jednostką anatomiczną i fizjologiczną drewna jest komórka (rys. 5). Komórki
tkanki drzewnej powstają w wyniku podziału komórek tkanki twórczej znajdującej się w miazdze i
w stożkach wzrostu drzewa. W tkance drzewnej
występują komórki żywe i komórki martwe. Elementami
składowymi komórki żywej są: błona komórkowa,
plazma, jądro, sok komórkowy i substancje wytworzone
przez żywe składniki komórki, np. skrobia, żywica oraz
garbniki. (...)
Rys.
5.
Komórka
w
różnych
stadiach
rozwoju:
a) komórka młoda, b) i c) komórka wyrośnięta;
1 – jądro, 2 – plazma, 3 – błona komórkowa,
4 – wodniczki (wakuole) wypełnione sokiem komórkowym.
Miękisz jest tkanką złożoną z żywych komórek cienkościennych współdziałających z
martwymi komórkami tkanek przewodzących. W okresie wegetacyjnym komórki miękiszowe
przewodzą substancje pokarmowe, natomiast w okresie spoczynkowym przechowują substancje
zapasowe, takie jak cukry, skrobię, tłuszcze itp. W zależności od usytuowania i sprawowanej
funkcji rozróżnia się kilka rodzajów komórek miękiszowych.
Rys. 6. Budowa drewna iglastego
1 – słój roczny, 2 – drewno wczesne, 3 – drewno późne, 4 –
cewka, 5 – promienie rdzeniowe, 6 – przewód żywiczny, 7 –
komórki żywicorodne, 8 – jamka otoczakowa, 9 – jamka
otoczakowa otwarta – swobodny przepływ wody, 10 – jamka
otoczakowa zamknięta – brak przepływu wody.
Włókna
drzewne
są
to
martwe
komórki
grubościenne o wydłużonych, ostro zakończonych
kształtach (rys. 6). Przekrój poprzeczny włókien ma kształt
okrągły lub wieloboczny, ściany komórkowe są silnie
pogrubione, a światło komórek jest małe. Włókna drzewne
stanowią w drewnie gatunków liściastych 35-65% jego
masy, mają długość 0,7-1,8 mm i średnicę 0,02-0,05 mm.
Włókna
drzewne
stanowią
element
mechaniczny
decydujący o wytrzymałości drewna.
Str. 2
Mikroskopowa budowa drewna ...
Data utworzenia 2006-01-09 03:10
Data ostatniego wydruku 2006-04-18 03:04
Naczynia są podstawowymi elementami przewodzącymi wodę w drzewach liściastych (rys.
7). Są zbudowane z martwych cylindrycznych komórek długości 0,2-1,3 mm i średnicy 0,03-0,5
mm, połączonych w szereg tworzący rurkę. W ścianach poprzecznych między komórkami
występują perforacje, dzięki którym naczynia są drożne. Przenikanie wody z naczyń do sąsiednich
tkanek następuje przez jamki proste lub lejkowate. Długość naczyń wynosi średnio 10 cm, jednak u
dębu może dochodzić do 2 m. Naczynia mają cienkie ścianki komórkowe i są elementami
mechanicznie słabymi. Udział w pniu wynosi ok. 15%.
Rys. 7. Budowa drewna liściastego
1 – słój roczny, 2 – naczynia, 3 – włókna drzewne, 4 – promienie
rdzeniowe, 5 – komórka miękiszowa, 6 - wcistki
Cewki są to długie, wrzecionowate, wewnątrz puste komórki. Występują głównie w
drewnie drzew iglastych, stanowiąc ok. 90% jego masy. Cewki podłużne mają przekrój poprzeczny
czworoboczny o ściankach zorientowanych promieniowo i stycznie o wymiarach 0,02-0,07 mm i
tworzą szeregi przebiegające wzdłuż osi pnia. Długość cewek podłużnych może wynosić 2-10 mm.
Wymiana płynów między cewkami odbywa się przez jamki lejkowate występujące w ściankach
promieniowych.
Promienie rdzeniowe lub promienie drzewne są to wstęgi komórek miękiszowych
przebiegające promieniście od łyka ku rdzeniowi. Rozróżnia się promienie rdzeniowe pierwotne,
biegnące od łyka do rdzenia, oraz promienie rdzeniowe wtórne, które łączą łyko z punktami
wewnętrznymi pnia w różnej odległości od rdzenia. Promienie rdzeniowe pełnią funkcje
fizjologiczne polegające na przewodzeniu asymilatów i wody z łyka w kierunku promieniowym do
wewnętrznych obszarów pnia oraz magazynują substancje odżywcze. Wymiana substancji między
promieniami rdzeniowymi a drewnem następuje przez jamki. Promienie rdzeniowe występują u
wszystkich gatunków drzew, mają natomiast różną wielkość i budowę. Mogą być jednoszeregowe,
jeśli na ich szerokość składa się jedna warstwa komórek, lub wieloszeregowe, jeśli składają się z
większej liczby warstw komórek. Szerokość promieni rdzeniowych wynosi 0,005-1,0 mm, a
wysokość 0,5-160 mm. Wszystkie gatunki drzew iglastych oraz niektóre gatunki drzew liściastych,
takich jak np. brzoza, lipa, osika, wierzba, topola, maja wąskie promienie rdzeniowe, o szerokości
złożonej z jednej lub dwóch warstw komórek. Wysokość promieni rdzeniowych u drzew iglastych
jest mniejsza niż 1 mm i obejmuje zwykle 1-15, a czasem 50 warstw komórek.
(amw)
Materiałoznawstwo
str. 3
Wg „Budownictwo ogólne – materiały i wyroby budowlane” – tom 1 / 2005 r.
W wieloszeregowych promieniach rdzeniowych sosny, modrzewia i świerka występują
poziome przewody żywiczne.
Przewody żywiczne stanowią system połączonych między sobą kanałów pionowych i
poziomych wewnątrz drzewa. Występują one w drewnie większości gatunków drzew iglastych, np.
u sosny, modrzewia, świerka, natomiast nie występują np. u cisa i jałowca (u jodły przewody
ż
ywiczne występują w korze). Przewody żywiczne pionowe przebiegają wzdłuż pnia, a poziome są
usytuowane w wieloszeregowych promieniach rdzeniowych i dochodzą do łyka. Wnętrze
przewodów żywicznych tworzą komórki żywicorodne, które wydzielają żywicę do kanałów
ż
ywicznych. Żywica w aktywnych przewodach żywicznych występuje w postaci balsamicznej i
stanowi roztwór stałych kwasów żywicznych w olejkach terpenowych. Średni skład żywicy w
wyniku żywicowania sosny jest następujący: kalafonia (stałe kwasy żywiczne) 70%, terpentyna
24%, woda 5,5% oraz zanieczyszczenia 0,5%. (...) Aktywne przewody żywiczne występują w bielu.
U niektórych gatunków drzew liściastych występują przewody podobne do przewodów
ż
ywicznych w drewnie iglastym. W przewodach tych drzew liściastych są wytwarzane substancje
gumowo-żywiczne, np. kauczuk naturalny. Przebieg przewodów w drzewach liściastych może być
wzdłużny lub promieniowy, rzadko w obu kierunkach.
Budowa drewna drzew iglastych i li
ś
ciastych
Drzewa iglaste istnieją na świecie od 200-300 milionów lat. Są znacznie starsze i mają
prostszą budowę niż drzewa liściaste.
Podstawowymi elementami budowy morfologicznej drewna drzew iglastych są: cewki
stanowiące ok. 90% masy drewna, przewody żywiczne, promienie rdzeniowe zbudowane z
komórek miękiszowych i cewek oraz miękisz włóknisty występujący na granicy słoju rocznego.
Tkanki drzewne u drzew iglastych są mniej wyspecjalizowane i mogą pełnić kilka funkcji
jednocześnie, np. cewki spełniają funkcje przewodzenia wody oraz funkcje mechaniczne.
Drzewa liściaste istnieją na świecie od ok. 100 milionów lat. Maja budowę bardziej
skomplikowaną i składają się z bardziej wyspecjalizowanych elementów.
Podstawowym elementem tkanki drzewnej drzew liściastych są włókna drzewne stanowiące
ok. 55% ogólnej masy drewna, które spełniają funkcje mechaniczne. Tkanka przewodząca
zbudowana jest z naczyń i nielicznych cewek odgrywających drugorzędną rolę. Całkowita
powierzchnia przewodząca wodę u drzew liściastych jest podobna jak u iglastych. Jednak obecność
naczyń o dużym świetle u drzew liściastych powoduje, że mają one ok. 5-krotnie większą zdolność
przewodzenia wody niż drzewa iglaste. Między naczyniami i włóknami drzewnymi są wbudowane
komórki miękiszu drzewnego. Promienie rdzeniowe w drewnie drzew liściastych są zróżnicowane i
występują w wielu formach, np. mogą być jednoszeregowe, wieloszeregowe, wąskie i szerokie.
Udział tkanek miękiszowych gromadzących substancje zapasowe u drzew liściastych jest
kilkakrotnie większy niż u drzew iglastych. Wynika to z konieczności tworzenia nowego ulistnienia
na początku każdego okresu wegetacyjnego. W przekrojach poprzecznych liściastych gatunków
podzwrotnikowych nie ma wyraźnej słoistości, a w promieniach rdzeniowych niektórych gatunków
występują przewody żywiczne.
Str. 4
Mikroskopowa budowa drewna ...
Data utworzenia 2006-01-09 03:10
Data ostatniego wydruku 2006-04-18 03:04
Submikroskopowa budowa drewna
Submikroskopową budowę drewna stanowi zespół jego cech i elementów składowych w
skali atomowej i nadcząsteczkowej. Badania submikroskopowe prowadzi się za pomocą
promieniowania rentgenowskiego i mikroskopii elektronowej.
Poznanie submikroskopowej budowy drewna ma zasadnicze znaczenie dla wyjaśnienia jego
cech fizycznych i mechanicznych, a w szczególności właściwości anizotropowych
1
. Badania
submikroskopowe dotyczą głównie ścian komórkowych, gdyż one decydują o właściwościach
fizycznych i mechanicznych drewna złożonego w większości z martwych, pozbawionych plazmy
komórek.
Drewno ma skomplikowaną strukturę chemiczną, której głównymi składnikami są celuloza,
hemicelulozy, lignina oraz związki uboczne, takie jak żywica, woski, olejki eteryczne. Budowa
elementarna drewna w niewielkim stopniu zależy od jego gatunku i rodzaju. Można przyjąć, że
całkowicie suche drewno zawiera ok. 49,5% węgla, 6,3% wodoru i 44,2% tlenu (rys. 7.).
(...)
w
ę
giel
49,5%
wodór
6,3%
tlen
44,2%
Rys. 7. Elementarny skład drewna całkowicie suchego (mw)
Głównymi związkami chemicznymi zawartymi w drewnie (budującym drewno) są:
-
celuloza (błonnik) jest polisacharydem (wielocukrem) o wzorze sumarycznym (C
6
H
10
O
5
)
n
stanowiącym główny element strukturalny błony komórkowej roślin;
-
hemicelulozy (poliozy drzewne) są to niejednorodne polisacharydy, o charakterze
naturalnych koloidów, zbudowane z kilku rodzajów cukrów takich jak: glikozy, ksylozy,
galaktozy, mannozy, arabiozy, ramnozy i fukozy;
-
lignina (drzewnik) jest złożoną substancją organiczną, amorficzną, której budowa nie jest
jeszcze całkowicie poznana.
1
Anizotropia (an- 'nie'; gr. isos 'równy, jednakowy'; gr. trópos 'zwrot, obrót') wykazywanie odmiennych właściwości
(rozszerzalność termiczna, przewodnictwo elektryczne, współczynnik załamania światła, szybkość wzrostu i
rozpuszczania kryształu) w zależności od kierunku. Ciała (substancje, przedmioty, cząstki) anizotropowe wykazują
różne właściwości w zależności od kierunku, w którym dana właściwość jest rozpatrywana. Przeciwieństwem jest
izotropia. Źródło: "
http://pl.wikipedia.org/wiki/Anizotropia
"; (mw)