Kayu: Apa Itu Dan Dengan Karakteristik Apa Itu Dibedakan? Struktur Dan Tekstur, Jenis Dan Fungsi, Warna. Apa Yang Termasuk Dalam Komposisi Kimia? Aplikasi

2024 Pengarang: Beatrice Philips | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-18 12:15

Kayu memiliki banyak fungsi - digunakan untuk membangun rumah dan membuat furnitur, memanaskan ruangan dengannya, mengelilingi kita di mana-mana. Tapi apa kayu dalam hal fisika atau mekanik? Bagaimana itu bisa digunakan, dan apa kekurangannya?

Apa itu?

Kayu disebut bahan baku alami, yang digunakan untuk produksi berbagai jenis produk dan struktur. Jika kita berbicara tentang bahan ini dari sudut pandang fisika, maka kayu adalah jaringan tumbuhan, terdiri dari sel-sel yang saling menempel dengan kepadatan tinggi . Karena itu, struktur pohonnya padat dan tahan banting. Sel pohon (seperti sel hidup lainnya) memiliki cangkang. Ini mengandung selulosa, yang membuat kayu jadi tahan lama. Sel-selnya berbentuk tabung - panjang dan sempit, itulah sebabnya mereka diberi nama serat.

Kayu memiliki kemampuan menahan panas . Ini karena adanya rongga di antara sel - merekalah yang menjebak panas dan menumpuknya. Kekuatan dan berat yang tidak konsisten terkait dengan ukuran serat. Semakin tebal, semakin tahan lama kayunya.

Lebih mudah untuk memotong kayu ke arah di mana serat berada. Lebih mudah untuk memproses kayu dari spesies di mana mereka berada secara paralel . Pohon maple lebih sulit untuk diproses, karena struktur maple memiliki jalinan sel serat yang erat. Namun tidak hanya selulosa yang ditemukan pada sel kayu. Mereka juga memiliki zat yang sangat kompleks dan misterius yang disebut lignin. Berkat dia, serat terhubung satu sama lain. Para ilmuwan belum dapat menyimpulkan rumus kimia lignin, karena begitu kompleks.

Kayu memiliki warna dan bau yang unik yang membedakannya dengan bahan lain . Keduanya disebabkan oleh adanya komposisi resin, minyak, pada tumbuhan runjung - gusi dan zat lainnya. Elemen yang sama ini membantu kayu melawan pembusukan. Kayu dibagi menjadi dua jenis spesies - gugur dan termasuk jenis pohon jarum. Kedua kelompok sangat besar. Kelompok terpisah menonjol - pohon monokotil, yang meliputi pohon palem, bambu.

Beberapa ras lebih berharga daripada yang lain. Nilainya meningkat dengan sifat-sifat seperti kekuatan, daya tahan dan adanya tekstur asli - sebuah pola. Spesies berharga termasuk ek, ceri, kayu beech dan beberapa lainnya.

Sifat dasar

Semua karakteristik kayu dibagi menjadi tiga kelompok besar: fisik, teknologi, dan mekanis.

Fisik

Sifat-sifat yang selama pengujian tidak menyebabkan perubahan komposisi kimia kayu disebut fisik. Ini termasuk karakteristik berikut:

• penampilan;
• tingkat kelembaban dan segala sesuatu yang berhubungan dengan perubahannya;
• konduktivitas termal dan retensi panas;
• konduktivitas listrik;
• isolasi suara dan segala sesuatu yang berhubungan dengannya;
• perubahan yang diperoleh material setelah terpapar radiasi elektromagnetik.

Komponen seperti warna, kilap, tekstur dan struktur makro membentuk tampilan . Warna disebut sensasi visual yang tersisa setelah pohon memantulkan aliran cahaya, atau lebih tepatnya, dari komposisi spektral pantulan ini. Warna sangat penting untuk kayu. Mereka dipandu olehnya ketika memilih jenis yang akan didekorasi dengan ruangan, dari mana furnitur, alat musik, genre dekoratif dan terapan akan dibuat, dll.

Warna pohon tergantung pada banyak faktor - jenis, usia, wilayah, dan iklim tempat ia tumbuh. Warnanya mungkin berubah di bawah pengaruh angin, matahari, infeksi jamur, dan kelembaban, terutama jika pohon telah lama berada di air . Tetapi banyak ras memiliki nada unik yang dapat dengan mudah dikenali oleh seorang spesialis. Kilau adalah sifat pohon untuk memantulkan aliran cahaya. Pada beberapa breed kemilau lebih kuat, pada beberapa breed lebih lemah. Dari spesies yang tumbuh di Rusia, kilau terkuat ada di ek, kayu beech, serta di pohon seperti akasia putih.

Teksturnya tidak lebih dari gambar pohon . Itu menjadi terlihat setelah elemen anatomi dipotong (cincin tahunan, sinar inti, pembuluh darah). Menurut lebar cincin pertumbuhan dan kandungan kayu akhir, penilaian dibuat tentang seberapa tinggi kualitasnya. Lebar cincin pertumbuhan adalah jumlah lapisan yang terkandung dalam satu sentimeter, diletakkan secara radial di ujung kayu.

Untuk memahami berapa banyak kelembaban yang terkandung dalam kayu, kami memperkenalkan karakteristik seperti kelembaban. Dinyatakan sebagai persentase: massa air dalam kayu dengan massa kayu yang benar-benar kering.

Itu diukur dengan metode langsung atau tidak langsung. Cara termudah dan paling dapat diandalkan untuk mengukur kadar air kayu adalah dengan mengeringkannya . Butuh waktu, tetapi jawabannya akurat. Sejauh metode tidak langsung yang bersangkutan, mereka secara signifikan lebih cepat. Misalnya, pengukuran dengan pengukur kelembaban listrik konduktometri menunjukkan berapa banyak air yang dikandung pohon dan apa konduktivitas listriknya. Tetapi akurasi metode tersebut rendah - maksimal 30%, dan hanya di tempat jarum dimasukkan untuk pengukuran.

Air di pohon bisa bebas dan terikat . Yang pertama dapat ditemukan di rongga serat dan di ruang antar sel. Yang kedua adalah dalam struktur sel, itu dipegang oleh ikatan fisikokimia. Jika air bebas dihilangkan dari kayu dengan cukup mudah, maka air terikat jauh lebih sulit untuk dihilangkan. Jika kayu berubah bentuk selama pengeringan, penggergajian atau penyimpanan, ini disebut warpage. Apa pun penyebabnya, itu mengarah pada munculnya cacat kayu, oleh karena itu harus disimpan dan diproses sesuai dengan teknologi.

Kayu memiliki sifat seperti penyerapan air dan pembengkakan (sebagai konsekuensinya) . Ini harus diperhitungkan saat bekerja dengannya. Itu tidak selalu negatif, misalnya, dalam tong atau tong, sifat kayu membengkak dan bertambah besar, karena ini, meningkatkan kepadatan adhesi elemen kayu satu sama lain.

Kayu memiliki kerapatan yang diukur dalam kilogram per meter kubik (atau gram per sentimeter kubik) . Jenis kayu yang berbeda memiliki kepadatan zat kayu yang sama (yaitu 1,53 g / cm3), tetapi kepadatan kayu yang benar-benar kering berbeda. Ada beberapa indikator kepadatan - kayu basah memiliki satu kepadatan, dan kayu kering memiliki yang lain. Sebuah pohon memiliki karakteristik seperti porositas, yaitu tingkat pengisian rongga kosong dengan udara. Porositas batuan yang berbeda berkisar antara 40 hingga 80%.

Indeks permeabilitas berarti berapa banyak zat cair atau gas yang dapat dilewati kayu di bawah pengaruh tekanan di atasnya. Secara terpisah, di antara sifat fisik kayu, sifat termal dibedakan, yang meliputi kapasitas panas, kemampuan untuk menghantarkan panas dan mengembang di bawah pengaruhnya, serta kemampuan untuk melakukan suhu. Pohon itu memiliki sifat konduktivitas listrik, yaitu, arus listrik melewatinya . Semakin kering kayu, semakin buruk ia menghantarkan listrik, dan sebaliknya.

Teknologi

Kategori sifat kayu ini mencakup parameter seperti kekerasan, ketahanan aus, ketangguhan, retensi berbagai jenis pengencang, dan kemampuan memproses material dengan alat pemotong. Ketangguhan impak adalah sifat kayu untuk menyerap gaya yang diterapkan padanya selama tumbukan tanpa mengubah struktur material . Viskositas tinggi berarti dibutuhkan banyak kekuatan untuk memecahkan sampel.

Kekerasan mengacu pada kemampuan kayu untuk menahan tubuh yang lebih keras saat ditekan . Bahan yang lebih keras untuk pengujian kayu dan kekerasan adalah baja. Kekerasan ditentukan dengan menggunakan skala meteran gaya. Ketahanan aus kayu ditunjukkan oleh sifat ketahanannya terhadap keausan selama gesekannya terhadap permukaan dengan lapisan abrasif. Ada rumus khusus untuk menghitung laju abrasi.

Kemampuan kayu untuk menekuk berbeda untuk spesies pohon yang berbeda. Tikungan terbaik adalah abu, ek, beech, lebih buruk lagi - tumbuhan runjung. Kayu tidak hanya mampu menekuk, tetapi juga membelah. Jika Anda menancapkan paku terlalu dekat ke tepi, maka propertinya akan negatif, dan jika Anda memotong kayu, maka itu akan positif.

Mekanis

Kayu mampu bertahan di bawah aksi gaya yang diterapkan padanya, yaitu, ia memiliki sifat mekanik. Ini termasuk kekuatan, ketahanan terhadap deformasi, sifat teknologi dan operasional. Sifat mekanik kayu ditentukan dalam pengujian seperti tarik, tekan, lentur dan geser . Kayu diklasifikasikan sebagai bahan anisotropik, yang berarti memiliki sifat yang berbeda dalam arah yang berbeda.

Kekuatan ultimit adalah tingkat tegangan maksimum yang diijinkan yang mendahului terjadinya patah sampel . Itu harus ditentukan pada sampel yang bebas dari cacat, dalam ukuran kecil dan bersih. Untuk menentukan kuat tekan kayu, diperlukan sampel yang memiliki bentuk prismatik.

Deformabilitas adalah kemampuan untuk menahan beban jangka pendek tanpa mengubah bentuk aslinya . Karena elastisitasnya, kayu dapat kembali ke bentuk semula setelah beban jangka pendek. Modulus elastisitas dihitung menggunakan rumus khusus. Struktur kayu sedemikian rupa sehingga dapat berubah bentuk di bawah beban konstan. Penting untuk mengetahui dengan tepat indeks kekuatan dan batas resistensi tambahan, serta batas daya tahan (untuk sampel yang dikenai beban bolak-balik).

Untuk membandingkan satu spesies dengan yang lain, perlu diketahui karakteristik khusus yang melekat pada sifat mekanik dari berbagai jenis kayu. Misalnya, tumbuhan runjung memiliki kekuatan spesifik yang lebih tinggi daripada yang gugur. Mereka juga memiliki indikator kekakuan yang lebih tinggi, tetapi semua karakteristik spesifik lainnya lebih rendah.

Ikhtisar spesies

Ada banyak spesies kayu, ketika memilih bahan untuk konstruksi atau pemrosesan, Anda harus mempertimbangkan karakteristik dan sifat masing-masing. Kayu dibagi tidak hanya menjadi kelompok terkenal spesies gugur dan jenis konifera . Misalnya, ada klasifikasi kayu berdasarkan warna. Tergantung pada spesiesnya, warna kayu berbeda. Warna pohon tergantung pada beberapa faktor. Ini adalah jenis, usia, tingkat pertumbuhan pohon, serta jumlah pewarna yang dikandungnya.

Kecerahan juga berhubungan langsung dengan faktor terakhir . Gubal pohon (bagian luar, yang berisi sel-sel hidup), nadanya selalu lebih ringan daripada inti. Di bagian inti, di mana tanin dan resin terkonsentrasi, warnanya jauh lebih gelap. Dengan demikian, di kayu teras, kayunya lebih gelap, di kayu gubal, lebih terang.

Yang pertama termasuk larch, pinus, abu. Yang kedua, dengan inti yang sempit - birch, pir, linden, alder. Dari yang terdaftar, birch memiliki warna kayu yang benar-benar putih, sedangkan sisanya memiliki kayu yang sangat ringan . Ini juga karena fakta bahwa pati hadir di gubal. Kayu gubal digunakan untuk pembuatan papan parket.

Tumbuhan runjung digunakan untuk membuat kayu dan komponen bangunan lainnya . Mereka memiliki struktur yang ringan dan mudah ditangani. Sejumlah besar pohon jenis konifera tumbuh di Rusia. Adapun kayu keras, mereka digunakan untuk membuat furnitur dan perabotan.

Jenis pohon tertentu memiliki nilai yang lebih tinggi, mereka disebut berharga . Nilainya terletak pada kenyataan bahwa batuan ini memiliki kekuatan yang jauh lebih tinggi, mereka bertahan lebih lama dan memiliki pola yang unik. Varietas ini digunakan untuk membuat furnitur elit yang indah, papan parket, pintu, dan barang-barang dekorasi lainnya. Mereka semua harganya jauh lebih mahal daripada produk konvensional dalam kategori yang sama. Spesies berharga domestik termasuk cherry, oak, pir, rosewood, serta kayu maple putih atau holly.

Kayu juga dibedakan dengan tanda-tanda likuiditas dan tidak likuid

• Kayu cair - digunakan untuk kebutuhan rumah tangga. Kayu cair terdiri dari kayu komersial dan kayu bakar. Pada gilirannya, kayu komersial termasuk kayu bulat dan kayu terkelupas, tetapi tidak termasuk kayu bakar. Dalam komposisi kayu industri, chip teknologi dan resin tunggul juga dibedakan.
• Kayu tidak likuid - yang tidak dapat digunakan untuk tujuan ekonomi karena fakta bahwa ia telah kehilangan kualitas teknisnya karena cacat alami atau cacat pemrosesan.

Pulpwood disebut bermacam-macam bulat atau cincang dari mana selulosa atau pulp kayu diproduksi. Kualitas kayu tersebut ditentukan oleh varietasnya (ada tiga), serta kesegarannya.

Deskripsi keburukan

Cacat kayu disebut cacat yang dimilikinya. Ini berlaku untuk seluruh batang dan elemen individualnya. Cacatnya tentu harus menurunkan kualitas kayu, membatasi kemungkinan penggunaannya. Semua jenis cacat dan cacat tercantum dalam GOST 2140-81 . Segala sesuatu yang menyimpang dari struktur normal kayu dianggap cacat.

Kejahatan itu wajar, yang muncul terlepas dari kehendak seseorang (paparan terhadap faktor iklim, burung, serangga, hewan pengerat, bakteri, dll.), dan ada cacat pemrosesan, yang mencakup cacat yang timbul sebagai akibat dari pemrosesan, penyimpanan, atau penyimpanan bahan yang tidak tepat.

Kejahatan bisa bersyarat dan tidak bersyarat. Cacat seperti itu dianggap tanpa syarat, yang secara signifikan mengurangi kualitas kayu, seperti busuk atau jamur . Simpul adalah cacat yang paling umum, tetapi cacat struktural pada kayu juga sering terjadi. Batang berbonggol dapat digunakan, misalnya, untuk dekorasi asli, tetapi tidak berhenti menjadi wakil. Komposisi yang diperbolehkan meliputi tidak lebih dari dua simpul per satu meter panjang kayu, sedangkan simpul harus sehat.

Cacat dalam pemrosesan mencakup segala sesuatu yang merusak kayu selama dampak mekanis di atasnya ., yaitu - penggergajian, pemanenan, pergudangan, penyimpanan, pengangkutan, dll. Sebagai akibat dari dampak mekanis, kayu paling sering menderita, memperoleh kerugian yang awalnya tidak dimiliki.

Aplikasi

Kayu digunakan di banyak bidang industri, menjadi salah satu bahan yang paling ramah lingkungan dan sekaligus murah.

Seperti bahan bakar

Dekade terakhir telah menunjukkan pentingnya menggunakan mineral dan sumber daya terbarukan. Yang terakhir termasuk kayu bakar yang digunakan sebagai bahan bakar. Pertumbuhan penggunaan kayu bakar untuk pemanas ruangan telah dicatat di seluruh dunia, dan Rusia tidak terkecuali . Pelet bahan bakar (pelet) dan briket bahan bakar dibuat di hampir semua wilayah negara di mana ada hutan - tidak peduli apakah termasuk jenis pohon jarum atau gugur. Arang juga tiba-tiba menjadi populer, meskipun sebelumnya tidak pantas untuk dilupakan. Sekarang banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari dan di tempat kerja.

Tetapi tidak mungkin menggunakan kayu sebagai bahan bakar dan sumber energi tanpa batasan. Ada sejumlah besar aturan dan persyaratan yang ditetapkan secara hukum, sehubungan dengan itu warga tidak bisa hanya memanen kayu bakar, bahkan untuk kebutuhan pribadi. Kayu bakar hanya dapat dibeli dari organisasi yang memiliki izin untuk jenis kegiatan ini, seperti penebangan dan penebangan.

Sebagai bahan baku

Rumah pedesaan di sebagian besar kasus saat ini dibangun dari kayu. Keuntungan kayu tidak dapat disangkal: ramah lingkungan, alami, memiliki penampilan yang menarik dan memungkinkan untuk membuat banyak desain - dari gubuk Rusia klasik hingga chalet alpine. Mereka membangun tidak hanya rumah dari kayu, tetapi juga pemandian, sauna, gazebo . Kayu digunakan dalam konstruksi perumahan dan dalam struktur penahan beban, balok, langit-langit. Di pemukiman pedesaan, rumah bertingkat rendah masih dibangun dari kayu - untuk 2 atau 4 pemilik.

Industri perkayuan sekarang berusaha untuk meningkatkan ketahanan kayu gergajian terhadap kelembaban, api, kekuatan, dan juga untuk meningkatkan kepatuhan kayu dan papan dengan kode bangunan . Tetapi pada saat yang sama, kayu harus tetap menjadi bahan alami yang dapat bernapas, mempertahankan pola yang unik dan aroma yang melekat padanya. Teknologi pemrosesan dan konstruksi baru terus muncul, misalnya, pembangunan rumah menggunakan teknologi kayu ganda adalah fenomena yang relatif baru yang hanya mendapatkan popularitas di Rusia.

Selain konstruksi, kayu banyak digunakan sebagai bahan struktural untuk produksi furnitur . - sofa, kursi, meja, lemari pakaian, dan lainnya. Tangga, pagar, platina, langkan, jalan setapak dan trotoar di taman, dan elemen dekoratif lainnya dalam desain lansekap dan di bangunan terbuat dari kayu.

Sebagai bahan kerajinan

Baik amatir maupun profesional terlibat dalam seni terapan hari ini. Kayu digunakan untuk kerajinan dalam bentuknya yang paling beragam - dari serbuk gergaji dan lempengan hingga batangan dan papan parket. Pengrajin dengan tangan emas dan dari kotak kayu atau palet akan membuat kursi taman - Adirondack, yang akan terlihat tidak lebih buruk dari kursi pabrik . Dari potongan, diperoleh jalur jalan kaki asli di taman, serta talenan atau gambar yang luar biasa yang dibakar dengan gergaji ukir.

Pengolahan

Meskipun pohon adalah sumber daya alam yang dapat diperbarui, dibutuhkan beberapa dekade agar hutan dapat pulih sepenuhnya. Deforestasi dan kebakaran hutan berdampak negatif terhadap kondisi iklim dan lingkungan dan mengurangi jumlah sumber daya yang tersedia untuk digunakan . Oleh karena itu, kayu didaur ulang untuk digunakan kembali dalam produksi, serta untuk mengolah limbah yang dihasilkan.

Dengan memanfaatkan sisa dan limbah yang dihasilkan dari pengolahan kayu dengan baik, sejumlah besar hutan dapat diselamatkan.

Kayu dapat dibagi menjadi bisnis dan non-bisnis . Yang pertama mencakup, misalnya, pelat pelat dan papan bawah sadel. Yang kedua termasuk veneer dan lempengan, lebih tepatnya, sisa-sisanya, potongan gergaji dari kayu gelondongan, berbagai potongan dan sisa dari kegiatan pertukangan, dan kulit kayu, serbuk gergaji, serutan dan debu juga disebut kayu non-bisnis. Kayu komersial digunakan untuk membuat produk baru. Non-bisnis tunduk pada pengumpulan, pemrosesan tambahan, dan pembuangan selanjutnya. Meskipun berkaitan dengan kayu non komersial, pengembangan dan pencarian cara pengolahan terus dilakukan. Misalnya, serutan dan serbuk gergaji dikompres, setelah itu digunakan untuk membuat kotoran kucing.