КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
ВВЕДЕНИЕ. Лесной покров земли занимает около одной пятой суши
Лесной покров земли занимает около одной пятой суши. Принято выделять лесные зоны умеренного пояса, включающие бореальные (северные) хвойные, широколиственные и смешанные леса; зоны тропического и субтропического поясов [40, 37]. Экологическое значение леса трудно переоценить. Половина вдыхаемого человеком кислорода образуется лесными растениями. Леса – крупнейший поглотитель и накопитель углерода, содержание которого в атмосфере в виде углекислого газа непрерывно возрастает, угрожая из-за парникового эффекта повышением среднеглобальной температуры. Леса играют важную роль в сохранении необходимого разнообразия биологических видов. Древесные растения вырабатывают биомассу, необходимую для существования всего живого на земле. Как важнейшая часть биосферы лес, аккумулируя солнечную энергию, влияет на климат, круговорот воды в природе. Лес регулирует запасы воды в почве, защищает ее от эрозии, суховеев, пыльных бурь. Он выполняет оздоровительные и санитарно-гигиенические функции. Непрерывно возрастает рекреационное значение лесов как места отдыха и туризма. Многие полезности извлекают из растущего, живого леса. Не менее важное значение имеет заготовка древесины и других продуктов при сборе лесного урожая. С давних пор человек познал и оценил достоинства древесины, которая удовлетворяла его разнообразные нужды – служила строительным, поделочным материалом и топливом. В наше время, благодаря успехам науки и техники, разработано и широко используется множество искусственных конструкционных и технологических материалов. Однако древесина не утратила своего значения. Потребление древесины во всем мире неуклонно растет.
Мировые запасы древесины по последним данным ФАО составляет около 380 млрд. м3, в том числе примерно 1/3 хвойных пород. Лесопокры-тая площадь планеты равна 3,4 млрд. га. Леса распределены неравномерно и запасы в Америке составляют примерно половину мировых (причем в Латинской Америке они вдвое больше, чем в Северной Америке). На долю Азии (без России) приходится примерно седьмая часть запасов, несколько меньше - в Африке. Запасы в Европе (без России) равны примерно 4 %, а в Австралии и Океании – менее 2 %. Россия – крупнейшая лесная держава, ее лесопокрытая площадь составляет 774 млн. га, а запасы древесины – 82 млрд. м3, в том числе 4/5 хвойных пород [39]. Это означает, что на долю России приходится более 1/5 лесопокрытой площади планеты и мировых запасов древесины, в том числе почти половина запасов наиболее ценной древесины хвойных пород. Практически нет такой отрасли народного хозяйства, которая не потребляла бы древесину. Многообразное использование ее объясняется редкостным сочетанием в этом продукте живой природы многих ценных свойств. Древесина представляет собой прочный и одновременно легкий материал, обладающий хорошими теплоизоляционными свойствами, способностью без разрушения поглощать работу при ударных нагрузках, гасить вибрации. Она легко обрабатывается режущими инструментами, склеивается, удерживает металлические и другие крепления. Древесина имеет прекрасные декоративные свойства; ей присуща уникальная резонансная способность. Эти природные особенности древесины позволяют использовать ее для производства строительных деталей и конструкций, мебели и музыкальных инструментов, тары и спортивного инвентаря, в качестве шпал, крепи для угольной, сланцевой и горнорудной промышленности, а также для многих других целей. Однако материалы, получаемые из древесины чисто механическим путем, имеют недостатки. Они вызваны тем, что древесине присущи: изменчивость свойств, неоднородность строения, анизотропия, наличие пороков, способность усыхать, разбухать, коробиться и растрескиваться, загнивать и возгораться. Перечисленные недостатки в значительной мере устраняются путем химической и химико-механической переработки древесины в листовые и плитные материалы - бумагу, картон, древесностружечные и древесноволокнистые плиты, фанеру и др. Композиционные древесные материалы наряду с натуральной древесиной применяются в производстве домов, в судо- и вагоностроении, мебельной промышленности и многих других отраслях народного хозяйства.
Введение в древесину антисептиков, антипиренов, смол, а также пластификация и прессование позволяют улучшить свойства натуральной древесины и получить био- и огнестойкие материалы, обладающие повышенной прочностью, износостойкостью и формоустойчивостью, антифрикционными и другими необходимыми технологическими и эксплуатационными свойствами. Древесина служит сырьем для выработки множества ценных продуктов: кормовых дрожжей, используемых в сельском хозяйстве; корда для шинной промышленности; искусственных волокон для текстильной промышленности; древесного угля для производства полупроводников; лекарственных препаратов, растворителей, дубителей и т.д. Перечень продуктов, получаемых из древесины (их насчитывается до 20 тыс.), можно было бы продолжать, но и такой краткий обзор дает достаточное представление о значении древесины для народного хозяйства, культуры и быта людей. Древесина в отличие от нефти, угля и газа относится к восстанавливаемым природным ресурсам. Это неоспоримое преимущество древесного сырья перед ископаемыми ресурсами. Следует также отметить возможность повторного использования древесины В условиях ограниченности запасов топлива важное значение приобретает малая энергоемкость получения древесины, которая в несколько раз (а по сравнению, например, с алюминием - десятки раз) ниже, чем у других конструкционных материалов. Древесина становится сырьем для получения жидкого и газообразного топлива, продукции органического синтеза, кормовых продуктов для сельского хозяйства и в перспективе – продуктов питания.
Немалую роль при оценке древесины как материала будущего играют ее неповторимые эстетические свойства. Неодолимо постоянное стремление человека к общению с этим благородным природным материалом. Древесина – экологически дружественный материал. Отработанная древесина легко поддается биологическому разложению и не загрязняет окружающую среду. Большой спрос на древесину в настоящее время и расширение потребления ее в будущем с особой остротой ставят вопрос о рациональном использовании лесных богатств как о важной части общей проблемы охраны природы. Правовые основы использования, охраны, защиты и воспроизводства лесов установлены в принятом в 1997 г. "Лесном кодексе РФ". Должна быть разработана, как отмечает Н.А. Моисеев [60], система требований к качеству древесины при лесовыращивании, учитывающая интересы потребителей и производителей основных видов лесопродукции. Эффективное использование древесины опирается на достижения науки и передового опыта и во многом зависит от познания ее фундаментальных свойств. Комплекс сведений о строении и свойствах древесины, которые получают в результате биологических, химических, физических и механических исследований, содержит непрерывно развивающаяся научная дисциплина древесиноведение. В ней сосредоточиваются сведения не только о древесине ствола, но и данные о коре, корнях и кроне дерева. Потребительские качества лесных материалов и продуктов рассматриваются в лесном товароведении. История зарождения и развития отечественного древесиноведения как научной дисциплины связана с работами В.В.Петрова (1813), А.Е. Теплоухова (1842), А.В. Гадолина (1873), Д.Н. Кайгородова (1878), П.А. Афанасьева (1879), Н.М. Бурого (1900), Н.А.Филиппова (1912), В.А.Петровского (1913), С.А.Богословского (1915) и других ученых. В этих работах были вскрыты важные закономерности и определены показатели некоторых свойств древесины отдельных пород, а также установлено влияние на них условий произрастания.
В 20-х годах исследования свойств древесины проводили Н.А. Филиппов, Н.Т. Кузнецов, СИ. Ванин, Л.М. Перелыгин, Е.И. Савков. Крупные успехи в развитии древесиноведения были достигнуты в 30-х годах. В Институте древесины, из которого впоследствии был выделен Центральный научно-исследовательский институт механической обработки древесины (ЦНИИМОД), во Всесоюзном институте авиационных материалов (ВИАМ), Центральном научно-исследовательском институте промышленных сооружений (ЦНИИПС), а также в других исследовательских организациях и вузах проводились исследования основных физико-механических свойств древесины лесных пород из различных районов страны. Значительные работы в этой области провели С.И. Ванин, Е.И. Савков, А.Х. Певцов, Н.Н. Чулицкий, Ф.П. Белянкин, Н.Л. Леонтьев, А.И. Кондратьев, Н.Н. Абрамов, А.А. Солнцев, Н.И. Стрекаловский. Особенно велики заслуги Л.М. Перелыгина, разработавшего первый стандарт на методы физико-механических испытаний древесины. Исследования пороков древесины, которые также завершились созданием стандарта, проводились в ЦНИИМОДе (А.Т. Вакин, В.В. Миллер, Е.И. Мейер и др.). Строение древесины и коры изучали Л.А. Иванов, Л.М. Перелыгин, И.С. Мелехов и др. В 40 – 60-х годах важные исследования по физическим и механическим свойствам древесины провели Ю.М. Иванов, Ф.П. Белянкин, Н.Л. Леонтьев, А.Н. Митинский, П.Н. Хухрянский, П.С. Серговский, В.А. Баженов, В.Н. Быковский; по анатомии древесины – А.А. Яценко-Хмелевский, В.Е. Вихров, В.Е. Москалева; в области пороков и хранения древесины – А.Т. Вакин, С.Н. Горшин, Ф.И. Коперин и др. В 70 – 80-х годах ценные работы были выполнены в Институте леса и древесины им. В.Н. Сукачева (ИЛД) в Красноярске – по тепловым и влаж-ностным свойствам древесины (Б.С. Чудинов); плотности (Л.Н. Исаева) и проницаемости древесины жидкостями и газами (Е.В. Харук); в Лесотехнической академии (ЛТА) — по анизотропии упругих свойств и прочности древесины (Е.К. Ашкенази); плотности, порокам древесины, биологическим основам ее защиты; квалиметрии древесного сырья (О.И. Полубояринов, Д.В. Соколов, А.Л. Синькевич, В.А. Соловьев); ботанической анатомии древесины (А.А. Яценко-Хмелевский, М.И. Колосова); в ЦНИИМОДе – по стандартизации методов испытаний древесины и пиломатериалов (A.M. Боровиков и др.); в Сенежской лаборатории консервирования древесины - по определению биостойкости древесины (С.Н. Горшин, И.А. Чернцов); анатомии древесины, пораженной грибами (И.Г. Крапивина); в Центральном научно-исследовательском институте бумаги (ЦНИИБ) – по технической анатомии древесины (В.Е. Москалева, З.Е. Брянцева, Е.В.Гончарова); в Институте горного лесоводства- по закономерностям деятельности камбия, формированию структуры и свойств древесины кавказских пород (Э.Д. Лобжанидзе); в Институте химии древесины (Рига) – по строению и топохимии клеточной стенки (B.C. Громов, П.П. Эриньш); свойствам модифицированной древесины (К.А. Роценс и Др.), в Ботаническом институте им. В.А. Комарова - по морфологии и диагностике древесины хвойных пород (Е.С. Чавчавадзе), а также в ряде других организаций. В Московском лесотехническим институте (МЛТИ) автором и под его руководством в 50 – 80-х годах были проведены исследования деформативности, реологических свойств, внутренних напряжений (Ю.Г. Лапшин, Э.Б. Щедрина, М.В. Николайчук, В.И. Пименова, Х.А. Фахретдинов и др.), неразрушающих ультразвуковых методов контроля (В.Д. Никишов), акустических свойств (И.И. Пищик), усушки и разбухания древесины (В.П. Галкин) и др. Были также исследованы влагопроводность (П.С. Серговский), теплофизические свойства (Г.С. Шубин), проницаемость (А.И. Расев), свойства древесины как конструкционного материала (Ю.С. Соболев), процессы формирования древесины карельской березы (А.Я. Любавская, В.В. Коровин). В 90-х годах продолжались исследования в Институте леса им. В.Н. Сукачева СО АН РАН – по дендрохронологии (Е.А. Ваганов); термодинамике взаимодействия древесины с органическими растворителями (С.Р. Лоскутов); физиологии, морфогенным и биохимическим аспектам формирования древесины (Н.Е. Судачкова, Г.Ф. Антонова); экологической анатомии (В.Е. Бенькова), в Ботаническом институте им. В.Л. Комарова РАН — комплексному эколого-анатомическому анализу древесных растений, строению резонансной древесины (Е.С. Чавчавадзе), в Санкт-Петербургской лесотехнической академии - биологическому древесиноведению (О.И. Полубояринов, A.M. Сорокин и др.), модификации древесины (В.И. Патякин), в Институте леса КНЦ РАН - биохимии аномальных образований древесины (Л.Л. Новицкая), мониторингу памятников деревянного зодчества (В.А. Козлов, М.В. Кистерная), в Научно-исследовательском институте лесной генетики и селекции – формированию структуры и технических свойств различных типов древесины (Н.Е. Косиченко), селекции на качество древесины (В.К. Ширнин); в Марийском государственном техническом университете- строению, свойствам и порокам древесины пород Среднего Поволжья (В.И. Пчелин, И.А. Алексеев), резонансным свойствам древесины (В.И. Федкжов, А.А. Колесникова), моделированию формы ствола деревьев (П.М. Мазуркин), в Архангельском государственном техническом университете – механической деструкции древесины (В.И. Мелехов), в Воронежской государственной лесотехнической академии – влажностным свойствам (Т.К. Курьянова, И.Н. Вариводина) и диэлектрическим свойствам (А.Л. Гутман, А.Ю. Даниленко) мореного дуба; в Сибирском государственном технологическом университете – свойствам древесины лиственницы (Е.В. Харук), проницаемости древесины (В.Н. Ермолин); в Уральской лесотехнической академии – влиянию сушки на качество древесины (В.В. Сергеев), биологическим повреждениям древесины (Д.А. Беленков); в Брянской инженерно-технологической академии – качеству древесины (В.Н. Поляков); в Новосибирском государственном архитектурно-строительном университете – стойкости модифицированной древесины (В.М Хрулев, Н.А. Машкин). В Московском государственном университете леса (МГУЛ, быв. МЛТИ) под руководством автора продолжались исследования деформационных превращений и сушильных напряжений в древесине, гигроусталости (Н.В. Скуратов, Г.А, Горбачева), свойств топляковой древесины (Я.Н. Станко, Л.В. Поповкина). Были также исследованы свойства поверхности древесины (В.Г. Санаев). Продолжались исследования по экологии насекомых – разрушителей древесины (Е.Г. Мозолевская) и др. Проводились также исследования модифицированной древесины в Московском государственном строительном университете (Е.Н. Покровская) и других организациях; долговечности деревянных конструкций – в Центральном институте строительных конструкций (Л.М. Ковальчук), ЦНИИМОД (Ю.А. Варфоломеев) и др. В 1968 г. был создан Координационный совет по современным проблемам древесиноведения при Институте леса и древесины им. В.Н. Сукачева в Красноярске (председатель Б.С. Чудинов). С 1990 г. этот совет функционирует при МГУЛ (председатель Б.Н. Уголев) и с 1991 г. находится под эгидой Международной академии наук о древесине (ИАВС). В Региональный Координационный совет по древесиноведению (РКСД) входит 50 ученых из России, а также из Белоруссии (Н.И. Федоров), Болгарии (Г. Блыскова), Венгрии (Ш. Мольнар), Грузии (Э.Д. Лобжанидзе), Латвии (К. Роценс, Я. Долацис), Польши (Л. Хелинска-Рачковская), Словакии (С. Курятко), Украины (В.П. Рябчук, П.В. Билей, Е.А. Пинчевская и др.), Эстонии (Т. Капе). Совет проводит ежегодные выездные сессии в разных городах России. РКСД организовал три крупных международных симпозиума "Строение, свойства и качество древесины" в Москве – Мытищах (1990 г.), Москве (1996 г.), Петрозаводске (2000 г.). В изданных трудах симпозиумов [60] содержатся результаты исследований в области фундаментального и прикладного древесиноведения, намечены перспективные направления их развития. При РКСД в 1997 г. организован эффективно действующий Реестр экспертов высшей квалификации в области древесиноведения, лесного товароведения и сопредельных технологических дисциплин. В качестве самостоятельной учебной дисциплины древесиноведение оформилось в 1932 г., когда в вузах были открыты соответствующие кафедры. В 1934 г. С.И. Ванин написал учебник по древесиноведению, который переиздавался в 1940 и 1949 гг. Непрерывно возрастающий объем знаний о древесине находил отражение в таких руководствах и учебниках, как "Механические свойства и испытания древесины" (Л.М. Перелыгин и А.Х. Певцов, 1934), "Альбом пороков древесины" (В.В. Миллер и А.Т. Вакин, 1938), "Древесиноведение" (Л.М, Перелыгин, 1949, 1954, 1957 и посмертные переиздания в I960,1969 и 1971 гг.), "Строение древесины" (Л.М. Перелыгин, 1954), "Основы и методы анатомического исследования древесины" (А.А. Яценко-Хмелевский, 1954), "Строение древесины и его изменение при физических и механических воздействиях" (В.Е. Москалева, 1957), "Диагностические признаки древесины главнейших лесохозяйственных и лесопромышленных пород" (В.Е. Вихров, 1959), "Древесина. Показатели физико-механических свойств. РТМ" (Н.Л.Леонтьев, 1962), "Испытания древесины и древесных материалов" (Б.Н. Уголев, 1965), "Альбом пороков древесины" (А.Т. Вакин, О.И. Полубояринов, В.А. Соловьев, 1969), "Техника испытаний древесины" (Н.Л. Леонтьев, 1970). Систематизированные сведения о лесных товарах приводятся в изданных в разные годы руководствах и учебниках: "Лесное товароведение" А. Белилина (1931 г.), А.И.Кузнецова (1932, 1934, 1940гг.), С.Я. Лапирова-Скобло и А.Ф. Тиайна (1933 г.), С.Я. Лапирова-Скобло (1950, 1959 и посмертное издание в 1968г.), А.С.Ярмолинского, П.Л.Калашникова, В.Д. Бахтеярова (1972 г.). Этот краткий перечень литературы охватывает период, предшествующий выходу первого издания учебника. За последующее время появился еще ряд крупных работ, которые отражены в приведенном списке литературы. При изучении комплексной дисциплины "Древесиноведение и лесное товароведение" студент должен получить сведения о строении дерева и древесины; химических, физических и механических свойствах древесины; их изменчивости и взаимосвязи; пороках древесины; природной стойкости и способах ее повышения; характерных особенностях древесины различных пород; классификации, стандартизации и квалиметрии лесных товаров; потребительских свойствах лесных товаров и методах их испытаний. Таким образом, данная дисциплина является базовой, на которую опираются последующие технологические дисциплины всех лесотехнических специальностей. Приобретенные знания в указанных областях должны способствовать активной инженерно-исследовательской деятельности специалистов на производстве.
РАЗДЕЛ I. ДРЕВЕСИНОВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СТРОЕНИЕ ДЕРЕВА
Дата добавления: 2015-04-30; Просмотров: 1266; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |