384 3

II KOMPOZYTY

11.2. Drewno - naturalny kompozyt włóknisty

Drezno, pomimo źc jest jednym z najstarszych materiałów, jest również obce _n» powszechnie stosowane na wszelkiego rodzaju konstrukcje. W makrostrukiurze _pril' drzewa można wyróżnić twardziel, biel. miazgę, korę. słoje roczne ora/ proour, rdzeniowe (rys. 11.2). Słoje roczne przedstawiają coroczny przyrost grubości p_n,' drzewa. Składają się one z kręgu przyrostu drwa wczesnego (wiosennego) o barw,! jaśniejszej oraz kręgu przyrostu póinego (lennego) o barwie ciemniejszej y, ces wzrostu pnia zachodzi głównie w znajdującej się bezpośrednio za korą _Clcn kie; warstwie nazywanej miazgą. Kora stanowi zewnętrzną, ochronną warstw drzewa. Pozostała reszta pnia spełnia głównie funkcje mechaniczne, a mtanowie^ utrzymuje drzewo w pionie oraz przeciwstawia się obciążeniom naturalnym (wiatr, śnieg).

Wand

Promień

rdzentowy

Słćę roczny

M.-o zga Bel

Drewno późne fletniel

Drewno wczesne (wiosenne)

RYS. 11 2 Mikrostruktura pnia drewna z zaznaczoną róZntcą w wielkości komórek drewna wczesne* (wiosennego) i późnego (letniego)

U 2

OBEWNO - NATURALNY KOMPOZYT VA.0KN.STY

Głównym elementem struktury drewna są długie, w środku puste, komórki. pług*# komórek wy_no*, _{Zwyk|c 2} ,__{4 mm}. natomiast wymiar poprv.cc/.ny _ni 40 Mm. Ścianki komórek są kompozyt™, o złożonej strukturze (rys. U .3). \_(ikrowłókna kompozytu, charakteryzujące się dużą wytrzymałością, są zbudowane . _kr) -.ulic/ncj celulozy i stanowią ok 45<* masy ścianek komórek Celuloza jest

*    Umerem (C*H_I0O₅)„ o _Mopniu polimeryzacji ok. ł0\ Mikrowlókna celulozy >slCpuj® ^{w osnowie} Ugniny i hemicelulozy. Lignina jest polimerem nickrystahcz.-

*    natomiast hemicelulozn - polimerem o takim samym składzie jak celuloza, ale mniejszym stopniu polimeryzacji i tylko częściowej strukturze krystalicznej.

‘^ł _na j hemiccluloz.a stanowią po ok. 20*fc masy ścianek komórek, dalszych IO^Ł/r <v stanowi woda. natomiast składniki uboczne, to jest Żywice, garbniki, tłuszcze mineralne stanowią pozostałych 5%. Składniki uboczne nadają drewnu

RYS 113 Struktura ścianki komórki drewna Ścianka jest kompozytem składającym się /. mikro włókien celulozy w osnowie ligniny i hemicelulozy

Zadziwiające jest to. że poszczególne rodzaje drewna różnią się między sobą wyglądem oraz własnościami mechanicznymi, natomiast struktura i skład ścianek komórek są we wszystkich rodzajach drewna prawic takie same. Gęstość ścianek komórek jest prawie niezależna od rodzaju drewna i zawiera się w przedziale od 1.52 do 1,56 Mg m'³. Poszczególne rodzaje drewna różnią się zatem gęstością, zależną od ułamka objętości pustek we wnętrzu komórek, oraz kształtem i wielkością komórek (tabl. 11.3). Zależność między wytrzymałością na ściskanie poszczególnych rodzajów drewna i gęstością przedstawiono na rys. 11.4. Ze względu na mocno wydłużone komórki oraz orientację mikrowłókien w ich ściankach, własności drewna są silnie anizotropowe (tabl. 11.3). Ujednorodnienie własności można uzyskać, wykonując z drewna sklejkę (dyktę). Podawane własności mechaniczne są zwykle określane dla drewna o wilgotności 15%. Ze wzrostem wilgotności drewna jego własności mechaniczne pogarszają się.

385