1

Lemnul este un material format, predominant, din substanţe de naturã organicã (vegetalã), având ca origine arborii.

Compoziţia chimicã elementarã a lemnului este alcãtuitã, în principal, din carbon (50%), oxigen (42), hidrogen (6%) şi azot (1%), care formeazã aproximatiiv 99% din combinaţiile chimice constitutive, restul fiind combinaţiile minerale acumulate din sevã.

Principalii compuşi chimici ce se formeazã prin procesul de asimilaţie clorofilianã a bioxidului de carbon atmosferic şi se gãsesc în celula vegetalã, sunt celuloza şi lignina.

LEMNUL

Celuloza este un compus macromolecular, filiform şi formeazã scheletul de rezistenţã al membranei celulei vegetale. Aşezarea paralelã a macromoleculelor în membranã şi legãturile de hidrogen ce se manifestã în sens transversal macromoleculelor, conferã acesteia o structurã fibroasã, elasticã şi rezistentã.

2

Lignina este un compus macromolecular (aromatic) format din compuşii proteici ai protoplasmei şi care, pe mãsurã ce celula îmbãtrâneşte umple spaţiile dintre fibrele de celulozã rigidizând membrana celularã. Procesul se numeşte duramenificare

Celulele formeazã ţesuturi specializate, ce pot fi observate într-o secţiune transversalã prin arbore.Ritidomul (scoarţa exterioarã), (celule moarte)Liberul (scoarţa interioarã) vase liberiene, prin care circulã seva descendentã (elaboratã).Cambiumul este alcãtuit din celule vii, cilindrul lemnos creşte în diametru.

canal medular

scoarţă

duramen

măduvă

inele anuale

cambiualburn

ritidomliber

Alburnul, celule îmbãtrânite, în stadiul incipient de duramenificare canale verticale prin care circulã seva ascendentã (brutã).Duramenul (inima lemnului) celule moarte, duramenificate, cu rolul de susţinere a arborelui.Mãduva / canalul medular

3

axaSe definesc trei direcţii principale ale cilindrului

lemnos:longitudinalã, paralelã cu axa cilindrului lemnos;

Proprietãţile generale ale lemnuluiStructura lemnului este fibroasã, fibrele fiind orientate pe direcţia axialã a trunchiului lemnos lemnul este un material anizotrop.

radialã, cuprinsã într-un plan perpendicular pe axã şi care trece prin centrul secţiunii trunchiului lemnos;

tangenţialã, cuprinsã într-un plan perpendicular pe axã, dar care nu intersecteazã axa (este tangentã la un inel anual).

Compoziţia chimicã a lemnului poate diferi în funcţie de specia şi de vârsta arborelui ca şi de amplasamentul pe care s-a dezvoltat (condiţiile de sol, de însorire etc.). Chiar pentru acelaşi arbore, compoziţia chimicã variazã pe direcţia radialã ca urmare a vârstei diferite a ţesuturilor.

4

Compoziţia organicã (peste 99% din compoziţie o reprezintã substanţele organice), conferã lemnului caracter de material combustibil şi inflamabil: punctul de aprindere este la aproximativ 200OC, iar punctul de inflamabilitate, la aproximativ 300OC.

Durabilitatea lemnului este limitatã în timp; substanţele organice ce formeazã ţesuturile vegetale sau care au fost acumulate ca rezervã de hranã pot servi, ca hranã, şi pentru diferite microorganisme şi insecte.

Caracterul hidrofil şi structura poroasã determinã o mare absorbţie de apã, încât lemnul poate conţine cantitãţi mari de apã, sub toate cele trei forme (legatã chimic, de higroscopicitate şi liberã).

Pentru un arbore proaspãt tãiat, umiditatea ţesuturilor sale va descreşte, prin evaporarea apei, pânã la realizarea echilibrului cu umiditatea mediului în care este pãstrat.

Umiditatea pentru care lemnul a pierdut toatã apa liberã, acesta conţinând numai apã legatã (chimic şi fizic), se numeşte punct de saturaţie.

5

Variaţiile de volum (contragerile şi umflãrile) datorate variaţiei umiditãþii sunt diferite, chiar pentru acelaşi trunchi, pe cele trei direcţii principale ale trunchiului lemnos, ca urmare a participãrii ţesuturilor cu compactitate diferitã. fisură

cele mai mari contrageri, pe direcţia tangenţialã cele mai mici contrageri, pe direcţia axialã

Diferenţele de contragere fac ca în structurã sã aparã fisuri (orientate, de regulã, pe direcţie radialã), iar elementele debitate din trunchiul lemnos sã se deformeze.

Variaţiile de umiditate, sub valoarea punctului de saturaţie, implicând variaţii ale grosimii stratului de apã adsorbitã, vor avea ca efect variaţii ale volumului lemnului.

În consecinţã, caracteristicile lemnului vor fi foarte mult influenţate de umiditate.

6

Coeficienţii de dilataţie termicã sunt pozitivi (lemnul se dilatã la încãlzire şi se contractã la rãcire), dar aceste deformaţii sunt neglijabile în raport cu contragerile şi umflãrile datorate variaţiilor de umiditate, care sunt contrare deformaţiilor termice şi pe care le vor masca.

Conductivitatea termicã  = (0,05 ... 0,43) W/(mK) este redusă, ceea ce face ca lemnul sã fie un material cu bune proprietãţi termoizolatoare. Caracteristicile termofizice se înrãutãţesc, insã, când umiditatea lemnului creşte.

Conductivitatea electricã este, de asemenea, foarte mult influenţatã de umiditate: rezistivitatea electricã scade de la aproximativ 22000 M/cm, pentru umiditatea de 7%, la aproximativ 500 M/cm, pentru umiditatea de 25%.

Lemnul poate prezenta defecte, anomalii de creştere sau alteraţii ale structurii.

Densitatea lemnului este aproximativ aceeaşi (1,50 g/cm3) pentru toate speciile. Densitatea aparentã este diferitã de la o specie la alta, depinzând de compactitatea ţesuturilor.

7

Caracteristicile mecaniceDatã fiind anizotropia lemnului, pentru determinarea

caracteristicilor tehnice trebuie sã se aibã în vedere urmãtoarele condiţii: epruvetele trebuie sã fie cât mai mici (cu dimensiuni normate) şi prelevate din zonele lipsite de defecte  axa epruvetei trebuie sã corespundã exact unei direcţii principale a trunchiului lemnos, caracteristica tehnicã obţinutã fiind însoţitã de simbolul "II", pentru direcţia longitudinalã, respectiv " I ", pentru direcţia transversalã; umiditatea epruvetei sã fie de 15% sau, cel puţin, sã fie cunoscutã (determinatã ulterior), pentru a putea aplica relaţiile de echivalare.

Rezistenţa la compresiune compresiunea paralelã tinde sã reducã lungimea fibrelor, fapt pentru care, la un efort oarecare, acestea se vor curba, iar în epruvetã va apare un "plan de lunecare"; compresiunea perpendicularã produce strivirea lemnului moale, dintre fibre, cu tendinţa de forfecare a acestora.

8

plan de AA

sect. A-A

20

FF

FF

lunecarecurbareafibrelor

platan

epruvetă

piesă din oţel

presăa. paralelă b. perpendiculară

Rezistenţa la compresiune

100 30 90/2

350/2

AA

BB

2020

20 4

204

A - A B - B

D - D

70

20 2525

1520

15

CC

C - CD

DRt RtII I

Rezistenţa la întindere

9

Rezistenţa la încovoiere

PP P P P PFF F F F FRezistenţa la forfecare

RcII este de 5 pânã la 10 ori mai mare decât Rc I ; RtII este aproximativ de douã ori mai mare decât RcII; Rt I este cea mai micã rezistenţã a lemnului Ri este de (1,5 ... 2) ori mai mare decât RcII .

10

Materiale din lemn cu structura nemodificată se obţin prin debitarea din trunchiul arborelui:

produse brute;

produse semifabricate

produse finite : parchet, duşumele, panouri celulare etc.

lemn ecarisat;cherestea;furnir;placaje;panel;

cu structura modificată se obţin prin prelucrarea deşeurilor de lemn şi aglomerarea acestora:

plăci din aşchii de lemn (PAL) plăci fibrolemnoase (PFL)

11

Durabilitatea lemnuluiProtecţia materialelor din lemn trebuie sã realizeze douã obiective:

protecţia împotriva putrezirii (prin împiedicarea dezvoltãrii micro - organismelor) şi împotriva atacului insectelor

măsuri primare (în pădure); uscarea lemnului şi evitarea umezirii ulterioare; desevarea lemnului, adicã eliminarea sevei acumulate în ţesuturi; împregnarea lemnului cu substanţe toxice (antiseptice / fungicide).

protecţia împotriva focului acoperirea pieselor din lemn cu straturi din materiale termoizolatoare, necombustibile (spoieli de var, de silicat de sodiu, tencuieli cu mortare pe bazã de var, de ipsos sau de ciment, acoperiri cu vatã din sticlã sau cu vatã mineralã, zidãrii din cãrãmidã etc.), pentru ca elementul de lemn să nu atingă temperatura de 200OC; ignifugarea lemnului, adicã împregnarea cu substanţe ignifuge.

343434 3NHPOHPONHQ

carbonizarea de către acid şi strat de gaz necombustibil