ENCICLOPEDIA LEMNULUI
Elementele de bază ale lemnului
Lemn de esență moale vs. lemn de esență tare
Diferențierea între lemnul de esență moale și cel de esență tare provine din diferența dintre două clase largi de copaci definite prin modul lor de reproducere. Lemnul de esență moale pe care îl folosim pentru construcții în SUA provine în mare parte din conifere – copaci veșnic verzi cu frunze în formă de ac, precum pinul, molidul și bradul. În termeni botanici, acești copaci sunt gimnosperme, care produc semințe „nude” în conuri. Lemnul de esență tare provine din angiosperme – copaci cu flori care produc semințe acoperite de un fruct protector de un fel (nuci, ghinde și samare – cunoscute și sub denumirea de „chei”, cum ar fi cele de la arțar – toate sunt fructe). Copacii de esență tare folosiți pentru construcții sunt de obicei copaci cu frunze late, foioase, precum arțarul, mesteacănul și stejarul.
În fiecare cub, vederea de sus reprezintă suprafața transversală, sau „capătul”; vederea din stânga, suprafața radială, sau „sfertuită”; iar vederea din dreapta, suprafața tangentială, sau „tăiată în plan.” La ambele mostre: SU W: lemnul de vară; SP W: lemnul de primăvară. În stânga, proba de lemn de esență tare: V: vas (sau por); TY: tyloses într-un vas; PAR: celule de parenchim (zone întunecate); WF: fibre de lemn; MR: rază medulară mică; MR’: rază medulară mare. În dreapta, proba de lemn de esență moale: TR: traheide, care constituie majoritatea lemnului; MR: raze medulare obișnuite; RD: canale de rășină (goluri între celule). În fiecare cub, vederea de sus reprezintă suprafața transversală, sau „capătul”; vederea din stânga, suprafața radială, sau „sfertuită”; iar vederea din dreapta, suprafața tangentială, sau „tăiată în plan”. La ambele mostre: SU W: lemnul de vară; SP W: lemnul de primăvară. În stânga, proba de lemn de esență tare: V: vas (sau por); TY: tyloses într-un vas; PAR: celule de parenchim (zone întunecate); WF: fibre de lemn; MR: rază medulară mică; MR’: rază medulară mare. În dreapta, proba de lemn de esență moale: TR: traheide, care constituie majoritatea lemnului; MR: raze medulare obișnuite; RD: canale de rășină (goluri între celule). Cea mai ușor de identificat diferență între cele două tipuri de lemn este că lemnul de esență tare are pori (sau „elemente de vas”). Celulele individuale de pori sunt separate prin plăci perforate și se aliniază cap la cap de-a lungul trunchiului. (În imaginea de mai sus, două celule de pori sunt arătate în partea stângă a probei din stânga.)
Fibre
Rezistența lemnului de esență tare provine din fibre – celule în formă de fus cu pereți relativ groși și cavități interne mici care se întind vertical în jurul porilor. Celulele fibrelor de lemn sunt de două până la zece ori mai lungi decât celulele individuale de pori. Grosimea pereților celulelor de fibră și masa fibrelor care înconjoară porii determină densitatea și rezistența lemnului. Lemnele de esență tare cu densitate și rezistență scăzută, precum plopul și teiul, au fibre cu pereți foarte subțiri; speciile cu fibre cu pereți groși includ arțarul tare, salcâmul negru.
Raze
Fibrele nu trebuie confundate cu razele. Razele medulare sunt lanțuri de celule orizontale care se extind în benzi în direcție radială (perpendicular pe inelele de creștere; într-o secțiune transversală, apar ca linii care radiază din centrul trunchiului). Celulele de rază în copacii de esență tare și de esență moale servesc pentru a stoca hrană și a o distribui orizontal de-a lungul trunchiului.
Lemnul de stejar alb este oarecum mai greu decât lemnul de stejar roșu. Porii săi din lemnul de inimă sunt de obicei înfundați cu tyloses (îngroșări veziculare) care fac ca lemnul să fie extrem de impermeabil la umiditate. Acest lucru face ca stejarul alb să fie mai durabil și deosebit de potrivit pentru butoaie, bărci și construcții exterioare. Canale de rășină. Structura lemnului de esență moale este mult mai simplă: constă aproape în întregime din celule lungi, subțiri numite traheide, fiecare în formă de fus și de zece până la o sută de ori mai lungă decât diametrul său. Traheidele funcționează atât pentru susținerea structurală, cât și pentru transportul de apă, fără ajutorul porilor. Lemnul de esență moale nu conține pori. (Pe lângă transportul de apă, traheidele servesc și ca suport structural.) Unele specii de esență moale, precum pinul, includ și un alt tip de celulă cunoscută sub numele de canal de rășină. Celulele din jurul canalelor de rășină secretă un lichid gros, lipicios, care curge pentru a sigila rănile din trunchiul copacului.
Proprietăți structurale
Lemnul este format din celule longitudinale cu pereți celulozici care susțin vertical arborele, conectate prin lignină, o substanță polimerică complexă care formează pereții celulari și oferă rigiditate. Lemnul are o structură anisotropă, având proprietăți diferite în funcție de direcție. Asta se datorează orientării celulelor și fibrelor sale.
Orientare și direcție
- Direcție longitudinală: paralelă cu lungimea trunchiului și a fibrelor.
- Direcție radială: perpendiculară pe inelele de creștere, de la centru spre exterior.
- Direcție tangentială: perpendiculară pe fibre, tangentă la inelele de creștere.
Rezistența la forfecare
- Lemnul are o rezistență mare la compresiune și tracțiune de-a lungul fibrelor, dar este mai slab în ceea ce privește rezistența la forfecare.
Stabilitatea dimensională
- Umiditatea afectează dimensiunile lemnului. Lemnul tinde să se contracte și să se dilate în funcție de variațiile de umiditate. Este important să se controleze conținutul de umiditate pentru a preveni deformarea.
Aceste proprietăți fundamentale trebuie considerate în toate aplicațiile practice și de design, asigurând selecția corectă a speciilor de lemn pentru scopurile specifice și controlul umidității pentru a menține integritatea structurală.