Fa :
A tudomány által ismert legkorábbi fosszilis fás szárú növényeket 2011 -ben fedezték fel a kanadai New Brunswick tartományban , ahol 395 és 400 millió évvel ezelőtt ősi erdő nőtt [1] .
A fát az ember évezredek óta sokféle célra használta, elsősorban tüzelőanyagként, de építőanyagként is, szerszámok, fegyverek, bútorok, konténerek, műtárgyak, papírok, lakások gyártásához.
A növekedési gyűrűknek köszönhetően, amelyek a növekedés folyamatában a hőmérséklet vagy a páratartalom szezonális ingadozása miatt sokféle fát képeznek törzsükben, a fa növekedési keresztirányú tengelyének vizsgálatával dendrokronológiai módszerekkel favágások lehetségesek. nagyon pontosan meghatározni azt a területet, ahol a fa nőtt, amelyből faterméket vagy építményrészt készítettek és a kivágás évét. A fagyűrűk szélességének évenkénti változásának vizsgálata és a bennük lévő elemek egyes izotóp-tartalmának elemzése lehetővé teszi az ókor éghajlati és légköri állapotának megértését [2] .
A fa a vaszkuláris rostos köteg egyik alkotóeleme, és általában szemben áll a köteg egy másik komponensével, amely ugyanabból a prikambiumból vagy kambiumból , vagy floémből származik . A prokambiumból vaszkuláris-szálas kötegek kialakulása során 2 esetet figyelünk meg: vagy minden procambialis sejt fa és háncs elemmé alakul - úgynevezett zárt kötegek keletkeznek ( magasabb spórás , egyszikű és néhány kétszikű növény ), vagy egy réteg aktív maradványok a fa és a háncsszövet határán - kambium és nyílt kötegek keletkeznek (kétszikűek és gymnospermek ).
Az első esetben a fa mennyisége állandó marad, és a növény nem tud megvastagodni; a másodikban a kambium aktivitásának köszönhetően a fa mennyisége minden évben növekszik, és a növény szára fokozatosan megvastagodik. Az orosz fafajoknál a fa közelebb van a fa középpontjához (tengelyéhez), a háncs pedig a körhöz (perifériához). Néhány más növényben a fa és a háncs eltérő kölcsönös elrendeződése figyelhető meg (lásd Érszálas kötegek ). A fa összetétele már elhalt sejtes elemeket tartalmaz, merevített, többnyire vastag héjjal; a háncs éppen ellenkezőleg, élő elemekből áll, élő protoplazmával , sejtnedvvel és vékony, nem fából készült héjjal. Bár a háncsban vannak halott, vastag falú és merev elemek, a fában pedig éppen ellenkezőleg, élnek, de ettől az általános szabály nem változik jelentősen. Az ér-rostos köteg mindkét része fiziológiai funkciójában is különbözik egymástól: a talajból a fa mentén a levelek felé emelkedik az úgynevezett nyerslé, azaz víz a benne oldott anyagokkal, miközben oktató, egyébként műanyag, lé ereszkedik a háncs mentén . A sejtmembránok lignifikációja a cellulóz membrán speciális anyagokkal való impregnálásának köszönhető, amelyeket általában lignin általános néven kombinálnak . A lignin jelenléte és egyben a héj lignifikációja néhány reakció segítségével könnyen felismerhető. A lignifikációnak köszönhetően a növényi héjak erősebbek, keményebbek és ellenállóbbak lesznek; enyhe vízáteresztő képességgel azonban elvesztik vízfelvevő képességüket és megduzzadnak.
Alapvetően a fa holocellulózból áll - körülbelül 70% -ban és ligninből - legalább 20% aromás jellegű, rokon szerkezetű polimerek keverékéből. A holocellulózok közé tartozik a hemicellulóz és a cellulóz , legalább 40%. [3] [4]
A fa esetében a fő és legfontosabb tulajdonságok a következők:
A fa anizotróp anyag, azaz a szálakhoz képest eltérő tulajdonságokkal rendelkező anyag. (Tehát pl. a szálak mentén kisebb a zsugorodás, mint a szálak mentén, a radiális irányú zsugorodás pedig kisebb, mint az érintőirányban. Valamint a szálak irányától függően a nedvességvezető képesség, a páraáteresztő képesség, a hangvezető képesség és néhány más jellemző is eltérő).
(Ha a szárítás után egy 300 g-os minta tömege 200 g, akkor a relatív páratartalom (300-200) / 300 * 100% \u003d 33%)
A fa nedvességtartalmát a következőképpen határozzuk meg: megmérjük a nedves anyag mintájának tömegét, majd a mért mintát szárítóban 100-105 °C hőmérsékleten megszárítjuk, majd a száraz anyagot újra lemérjük. A nedves és száraz anyag tömege közötti különbség határozza meg a mintában lévő víz mennyiségét.
Gyakorlati szempontból a fa abszolút nedvességtartalmának van a legnagyobb jelentősége, mivel ezt a mutatót használják a technológiai számításokban. (Például rétegelt lemez gyártásához a hántolt furnért 4-6% abszolút nedvességtartalomig szárítják. A fa zsugorodása (azaz lineáris méreteinek és térfogatának csökkenése) akkor kezdődik, amikor a páratartalom 30%-ról teljesen lecsökken. száraz állapot.
Az abszolút páratartalom szerint a fa a következő kategóriákra oszlik:
Név | abszolút páratartalom %-ban | Az oktatás feltételei |
---|---|---|
nedves fa | több mint 100% | hosszú távú vízben tartózkodás |
Frissen vágva | 50-100% | |
Levegőn szárítjuk | 15-20% | hosszú távú tárolás levegőn |
Szoba száraz | 6-10% | |
Teljesen száraz | 0% |
A frissen vágott fa páratartalma a kivágás hónapjától függően (a fa abszolút száraz tömegének százalékában) [6]
Fa típusa / hónap | 01 | 02 | 03 | 04 | 05 | 06 | 07 | 08 | 09 | tíz | tizenegy | 12 |
Fenyő: szijács | 122 | 116 | 135 | 153 | 102 | 102 | 109 | 100 | 96 | 119 | 123 | 123 |
Fenyő: mag | 33 | 33 | 35 | 33 | 33 | 32 | 31 | 31 | 33 | 34 | 32 | 34 |
átlagos | 83 | 86 | 89 | 92 | 85 | 84 | 85 | 80 | 84 | 92 | 94 | 97 |
Minél magasabb a fa nedvességtartalma, annál nehezebb a gyártás során felhasználni. A nyers fa rosszabbul tapad; ha valamilyen termék gyártása során nedves fát használtak fel, akkor a száradás során repedések , rések jelenhetnek meg a táblák között a tárgyban. Ennek megakadályozása érdekében szükséges a fa előszárítása [7] [8] [9] .
A vetemedés, repedés elkerülhető a szárítási technológia betartásával és bizonyos technikák alkalmazásával a termékek összeszerelése során. Így például a rönkökben az anyag teljes hosszában hosszanti tehermentesítő vágásokat készítenek, amelyek enyhítik a zsugorodás során keletkező belső feszültségeket.
Típusú | Sűrűség, kg/ m3 | Fajta példák |
---|---|---|
Kis sűrűségű kőzetek | <550 | Luc, fenyő, hárs |
Közepes sűrűségű fajták | 550-750 | Tölgy, nyír, szil |
Nagy sűrűségű sziklák | >750 | Dogfa, gyertyán, pisztácia |
A tűlevelű fák, nevezetesen a fenyő, lucfenyő, cédrus a tornatermő növények közé tartoznak, ezek adják az emberiség által felhasznált faanyag nagy részét ("puhafák"). Az angiospermumok két osztályra oszthatók - egyszikűekre és kétszikűekre. Az egyszikűek (bambusz, pálmafák, jukka) közül kevesen rendelkeznek fás szövettel, korlátozottan használható. A kétszikűek közé tartoznak a fontos lombhullató ("kemény") fajok - tölgy, eukaliptusz, juhar, amelyek faanyagát széles körben használják bútorok és befejező anyagok gyártásában [12] .
A különféle fafajták értéke erősségükben, tartósságukban és a minta eredetiségében rejlik. Az ilyen fát gyönyörű bútorok, parketta , ajtók, különféle belső tárgyak gyártására használják , amelyek elitnek minősülnek, tekintettel a kezdetben magas költségekre és a feldolgozásra fordított erőfeszítésekre. Oroszországban a következő fajok a leggyakoribbak: tölgy , cseresznye , bükk , körte , rózsafa , mahagóni , dió , juhar ( fehér , cukor , magyal ).
Minden fajnál (néha a fa különböző részeinél is) minden tulajdonsága eltérő lehet, ez attól függ, hogy ez vagy az a fa milyen körülmények között nőtt.
A fa volt az első tüzelőanyag, a legősibb emberek is ezt használták: hamuval ellátott kandallók találhatók a helyükön . Napjainkban a fából különféle tulajdonságú tüzelőanyagot nyernek: tűzifa, faforgács , faszén , fapor, fapellet és brikett. A vágott és préselt fa sűrűsége nagyobb (ez növeli a hatékonyságot ), a páratartalommal és a virágzással nincs problémája, a tűzifával ellentétben ésszerű az ilyen bioüzemanyag szállítása , de veszélyes és nem mindig kényelmes, mivel könnyebben morzsolódik és gyullad, mint a tűzifa.
A tűzifa kitermelése és mérése történik: a tűzifa térfogategysége köbméter , súlyegysége tonna . A tűzifa térfogategységében kevés kalória van; ezért irracionális a tűzifát a betakarítás helyétől távol szállítani.
HamutartalomA fa az egyik legkevésbé hamuval szennyezett tüzelőanyag. Szárazanyagon a hamutartalom Az = 1%, csak az uszadékfánál kismértékben Ac = 2%-ra emelkedik a fakéregben lévő homok miatt. Kísérletek kimutatták, hogy a lebegő tűzifa nem halmoz fel túlzott nedvességet, és gyorsan szárad anélkül, hogy megváltoztatná tüzelőanyag-tulajdonságait.
PáratartalomNedvesség szerint a tűzifát szárazra (≤25%), félszárazra (25-35%) és nyersre (>35%) osztják.
Égési tulajdonságokA fa tüzelőanyag előnyei a könnyű gyúlékonyság, a kénhiány és az alacsony hamutartalom. A légszáraz tűzifa fűtőértéke körülbelül 3000 kcal/kg (12,6 MJ/kg). Ez kevéssé függ a fa fajtájától. Tekintettel arra, hogy a tűzifát mennyiség szerint vásárolják, úgy tűnhet, hogy van különbség, például a tölgy vagy nyír tűzifa 1 m 3 tömege nagyobb, mint a lucfenyő vagy a nyárfa tömege. A különböző típusú fák molekulaszerkezetükben eltérőek, ezért a tűz hőmérséklete, színe és alakja eltérő lehet.
A fa több mint húszezer termék és termék előállításának alapanyaga .
Bármely épületszerkezet lehet fából, beleértve:
Fa, mint befejező anyag:
A bútorgyártásbanA bútorok lehetnek:
• Polcok
• Székek
• Széklet
Fafaragáshoz leggyakrabban hársfát használnak . A hársfa puha és éles szerszámmal könnyen vágható [14] .
A fa alapanyagok feldolgozásának módszerei három csoportra oszthatók: mechanikai , kémiai-mechanikai és vegyi .
A fa mechanikai feldolgozása az alakjának megváltoztatásából áll, fűrészeléssel, gyalulással , marással , hámozással, fúrással , esztergálással (esztergagépen), faragással, hasítással és köszörüléssel . A mechanikai feldolgozás eredményeként különféle fogyasztási és ipari cikkeket, termékeket és alapanyagokat nyernek a kapcsolódó feldolgozóipar számára. A szálas félkész termékeket a fa mechanikai koptatásával állítják elő.
A vegyi-mechanikai feldolgozás során a fából homogén összetételű és méretű köztes terméket nyernek - speciálisan vágott forgács , zúzott furnér . A mechanikai úton előállított köztes terméket kötőanyaggal vonják be. Hőmérséklet és nyomás hatására végbemegy a kötőanyag polimerizációs reakciója, melynek eredményeként a köztes fatermék erősen összeragaszt. A vegyi-mechanikai feldolgozás során rétegelt lemez , asztalos, forgácslap és cementkötésű forgácslap , fabeton és farostlemez készül . A kémiai-mechanikai módszert rostos félkész termékek előállítására használják a cellulóz- és papíriparban .
A fa kémiai feldolgozását termikus bomlással, lúgok , savak és kénsav savas sóinak kitéve végezzük .
A fa termikus bomlását vagy pirolízisét a fa magas hőmérsékleten történő melegítésével végzik levegő hozzáférése nélkül. A pirolízis során szilárd, folyékony és gáznemű termékek keletkeznek. Ezek közül a szén a legnagyobb gyakorlati jelentőséggel bír .
Oldószerek segítségével különféle extrakciós anyagokat vonnak ki a fából, amelyeket előzőleg forgácsra vágnak . Vízzel extrahálva tanninokat kapunk . A vörösfenyőfából vízzel kivont gumi tapadó tulajdonságait a nyomda-, textil- és gyufaiparban használják . A tuskógyantát forgácsra zúzott benzinnel extrahálva a gyantát a fából vonják ki . Széles körben használják kiváló minőségű papír előállítására, a szappankészítés során a zsírok helyettesítésére, lakkok , linóleum , gumi , elektromos és egyéb termékek előállítására.
A fapép és cellulóz formájú rostos félkész termékeket széles körben használják papír- és kartongyártáshoz . A papír- és kartongyártás szükségleteihez a cellulóz mintegy 93%-át használják fel. A többit nyersanyagként használják fel mesterséges viszkóz- vagy acetátszálká , fóliává , műanyaggá , füstmentes porrá , celofánná és egyéb termékekké történő kémiai feldolgozáshoz.
A táblákat széles körben használják az építőiparban, alacsony építésű szabványos lakásépítésben , autó- és hajógyártásban , bútorokban , konténerekben és dobozokban . A farostlemez gyártásához fa nyersanyagokat használnak, amelyeket előzőleg forgácsra zúznak . 1 millió hulladékból készült deszka felhasználásával 54 000 m³ ipari kerekfa takarítható meg .
A fa cellulózt és hemicellulózt – természetes nagy molekulatömegű polimereket – poliszacharidokat tartalmaz , amelyek víz hozzáadásával visszaalakulhatók egyszerű cukrokká. Ez a hidrolízisnek nevezett reakció lehetővé teszi a fa élelmiszer- és takarmánytermékekké történő feldolgozását .
2017-ben a fa (nyers fa) volt a 219. legtöbbet forgalmazott termék a világpiacon, 14,5 milliárd dollárra becsült tranzakciós volumennel [15].
A legnagyobb exportőrök a következők voltak:
Főbb importőrök:
A fa kulcsfontosságú exportcikk olyan országok számára, mint a Salamon-szigetek és a Közép-afrikai Köztársaság .
2007-2013-ban Oroszország 30 milliárd dollárt veszített a gömbfa exportjának korlátozása miatt – erre a következtetésre jutott a Forest Industry magazin. A nyersfa-export visszaesése öt éve figyelhető meg 2008 óta, amikor az orosz kormány megemelte exportjának vámját, ezzel próbálva ösztönözni a fafeldolgozásba irányuló beruházások beáramlását. Ha 2007-ben 75,55 millió m3-t exportált az ország 6,03 milliárd dollár értékben, akkor 2008-ban 48,6 millió m3-re (4,5 milliárd dollárra), 2009-ben 21,652 millió m3-re (1,9 milliárd dollárra), 2010-ben 21,24 millió m3-re (1,9 milliárd dollárra) csökkent a csökkenés. , 2011-ben - 20,93 millió m3 (1,998 milliárd dollár), 2012-ben - 17,6 millió m3 (1,53 milliárd dollár). 2007 óta a körfa külső szállítási költsége 46%-kal csökkent. Ha azt feltételezzük, hogy tiltó ráta bevezetése nélkül a nyersfa exportja a 2007-es szinten maradt volna, akkor hat éven keresztül az exportból származó bevételkiesés 30 milliárd dollár, Oroszország gyorsan elveszítette első helyét a kerek fa beszállítói között Kína, az import legnagyobb piaca. Részét Kanada és Új-Zéland „megette”, amelyek a globális pénzügyi válság ellenére megnövelték az Égi Birodalomba irányuló szállításokat [16] .
Tematikus oldalak | ||||
---|---|---|---|---|
Szótárak és enciklopédiák |
| |||
|
Építőanyagok | |
---|---|
Szerkezeti | |
Tetőszerkezet | |
Végső | |
Helyőrzők | |
Összehúzó szerek |