The new science of strong materials

Свойства древесины
Как различны форма и размеры деревьев
,
так по
-
разному выглядит и древесина
.
Однако эти более или менее внешние
признаки не столь важны
,
основное
,
что отличает разные типы древесины
,
это их плотность
.
Так
,
плотность
выдержанной пробки от
0,08
до
0,16
г
/
см
3
,
ели
-
около
0,5 
г
/
см
3
,
дуба
-
примерно
0,8 
г
/
см
3
,
гваякового дерева
- 1,1-1,3 
г
/
см
3
.
Химическое же строение вещества любой древесины примерно одинаково
(
с небольшими видоизменениями
),
как
приблизительно одинакова и его плотность
,
около
1,45 
г
/
см
3
(
что очень близко к плотности сахара
).
Древесина состоит из большого числа трубчатых ячеек
-
волокон
,
плотно прилегающих одно к другому
.
Чтобы их
разделить
,
обычно приходится прибегать к довольно крутым мерам
,
как это
,
например
,
делается в производстве бумаги
.
У различных пород деревьев существуют небольшие различия в геометрическом расположении волокон
.
Например
,
некоторые породы
(
в частности
,
дуб
)
содержат какое
-
то число волокон
,
бегущих по радиусу от центра ствола и
пересекающих продольные волокна под прямым углом
.
Но с инженерной точки зрения любую древесину можно считать
пучком параллельных трубок
.
Поскольку материал этих трубок по существу для всех пород одинаков
,
плотность
отдельных пород зависит от толщины стенок труб
.
В результате оказывается
,
что в первом приближении большинство
механических характеристик древесины пропорционально ее плотности
:
древесина
,
в два раза более плотная
,
будет и
вдвое прочнее
.
Это не абсолютно точно
,
но приблизительно верно
.
Вещество древесины состоит процентов на шестьдесят из целлюлозы
.
Кроме целлюлозы
,
оно содержит различные другие
соединения типа сахаров и лигнин
,
вещество
,
похожее на смолу
,
которое пропитывает взрослое дерево какими
-
то
сокровенными путями
.
Не пропитанная лигнином древесина имеет весьма однонаправленную структуру и поэтому
обладает свойством двойного лучепреломления
,
то есть она поворачивает плоскость поляризации поляризованного света
.
Кроме того
,
она ярко окрашивается определенными красителями
.
Ни тем
,
ни другим свойством нормальная древесина
,
содержащая лигнин
,
не обладает
.
Но непосредственно перед
механическим разрушением
,
когда еще никакие механические методы не обнаруживают признаков близкого
разрушения
,
древесина получает свойство двойного лучепреломления и легко окрашивается характерными красителями
.
По
-
видимому
,
причина этого кроется в каком
-
то необратимом разрыве химических связей между целлюлозой и
лигнином
,
вызванном механическим напряжением
.
Однако использовать это явление как сигнал скорого неизбежного
разрушения конструкции нельзя
,
потому что наблюдать его можно лишь под оптическим микроскопом на тонких
сечениях
,
вырезанных из нагруженной части
.
Но оно может оказаться весьма полезным при расследовании причин
аварий
.
Кроме того
,
это наглядно показывает
,
сколь хитро устроила природа вещество древесины
.
В этой связи интересно еще упомянуть
,
что некоторые тропические породы
,
такие
,
как тик и гринхарт
,
содержат
небольшие количества токсических веществ и кремнезема
.
Они защищают древесину от насекомых и гниения
,
но в то же
время являются причиной высокой стоимости обработки лучших тропических пород
:
кремнезем очень быстро тупит
инструмент
,
а щепки гринхарта ядовиты
.

---

VIVOS VOCO: 
Дж
. 
Гордон
, «
Почему
мы
не
проваливаемся
сквозь
пол
» -