Le Bois : Qu'est-ce Que C'est Et Par Quelles Caractéristiques Se Distingue-t-il ? Structure Et Texture, Types Et Fonction, Couleur. Qu'est-ce Qui Est Inclus Dans La Composition Chi

2024 Auteur: Beatrice Philips | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-18 12:11

Le bois a de nombreuses fonctions - il est utilisé pour construire des maisons et fabriquer des meubles, chauffer des pièces avec, il nous entoure partout. Mais qu'est-ce que le bois en termes de physique ou de mécanique ? Comment l'utiliser et quels sont ses défauts ?

Ce que c'est?

Le bois est appelé matière première naturelle, qui est utilisée pour la production de divers types de produits et de structures. Si nous parlons de ce matériau du point de vue de la physique, alors le bois est un tissu végétal, constitué de cellules qui adhèrent les unes aux autres avec une densité élevée . De ce fait, la structure de l'arbre est dense et résistante. Les cellules de l'arbre (comme toutes les autres cellules vivantes) ont une coquille. Il contient de la cellulose, ce qui rend le bois si durable. Les cellules ont la forme d'un tube - long et étroit, c'est pourquoi on leur a donné le nom de fibres.

Le bois a la capacité de retenir la chaleur . Cela est dû à la présence de vides entre les cellules - ce sont elles qui piègent la chaleur et l'accumulent. Une résistance et un poids incohérents sont liés à la taille des fibres. Plus ils sont épais, plus le bois est durable.

Il est plus facile de couper le bois dans le sens où se trouvent les fibres. Il est plus facile de traiter le bois des essences dans lesquelles ils se trouvent en parallèle . Les érables sont plus difficiles à traiter, car la structure de l'érable présente un entrelacement étroit de cellules fibreuses. Mais il n'y a pas que la cellulose qui se trouve dans les cellules du bois. Ils contiennent également une substance très complexe et mystérieuse appelée lignine. Grâce à lui, les fibres sont reliées les unes aux autres. Les scientifiques n'ont pas encore pu déduire la formule chimique de la lignine, elle est tellement complexe.

Le bois a une teinte et une odeur uniques qui le distinguent des autres matériaux . Les deux sont dus à la présence dans la composition de résines, d'huiles, de conifères - de gommes et d'autres substances. Ces mêmes éléments aident le bois à lutter contre la pourriture. Le bois est divisé en deux types d'essences - les feuillus et les conifères. Les deux groupes sont très grands. Un groupe distinct se distingue - les arbres monocotylédones, qui comprennent un palmier, le bambou.

Certaines races ont plus de valeur que d'autres. La valeur est augmentée par des propriétés telles que la résistance, la durabilité et la présence d'une texture originale - un motif. Les essences précieuses comprennent le chêne, le cerisier, le bois de hêtre et quelques autres.

Propriétés de base

Toutes les caractéristiques du bois sont divisées en trois grands groupes: physiques, technologiques et mécaniques.

Physique

Les propriétés qui, lors des tests, n'entraînent pas de modifications de la composition chimique du bois sont appelées physiques. Ceux-ci comprennent les caractéristiques suivantes:

• apparence;
• taux d'humidité et tout ce qui concerne ses changements;
• conductivité thermique et rétention de chaleur;
• conductivité électrique;
• isolation phonique et tout ce qui s'y rapporte;
• changements que le matériau acquiert après exposition à un rayonnement électromagnétique.

Des composants tels que la couleur, la brillance, la texture et la macrostructure forment l'apparence . La couleur est appelée la sensation visuelle qui reste après que l'arbre a réfléchi un flux de lumière, ou plutôt, de la composition spectrale de cette réflexion. La couleur est extrêmement importante pour le bois. Ils s'en inspirent lors du choix de la race avec laquelle la pièce sera décorée, à partir de laquelle seront fabriqués les meubles, les instruments de musique, les genres décoratifs et appliqués, etc.

La couleur d'un arbre dépend de nombreux facteurs - race, âge, région et climat de la région dans laquelle il pousse. La couleur peut très bien changer sous l'influence du vent, du soleil, d'une infection fongique et de l'humidité, surtout si l'arbre a été longtemps dans l'eau . Mais de nombreuses races ont un ton unique qui peut être facilement reconnu par un spécialiste. Le lustre est la propriété d'un arbre de refléter un flux de lumière. Dans certaines races, l'éclat est plus fort, dans d'autres, il est plus faible. Parmi les espèces poussant en Russie, la brillance la plus forte est dans le chêne, le bois de hêtre, ainsi que dans les arbres tels que l'acacia blanc.

La texture n'est rien de plus qu'un dessin d'arbre . Elle devient visible après la coupe des éléments anatomiques (anneaux annuels, rayons du noyau, vaisseaux). En fonction de la largeur des cernes et de la teneur en bois tardif, on évalue sa qualité. La largeur des cernes de croissance est le nombre de couches contenues dans un centimètre, déposées radialement à l'extrémité du bois.

Afin de comprendre la quantité d'humidité contenue dans le bois, nous avons introduit une caractéristique telle que l'humidité. Elle s'exprime en pourcentage: la masse d'eau dans le bois par rapport à la masse de bois complètement séché.

Elle est mesurée par des méthodes directes ou indirectes. Le moyen le plus simple et le plus fiable de mesurer la teneur en humidité du bois est de le sécher . Cela prend du temps, mais la réponse est exacte. En ce qui concerne les méthodes indirectes, elles sont nettement plus rapides. Par exemple, les mesures avec un humidimètre électrique conductométrique montrent combien d'eau un arbre contient et quelle est sa conductivité électrique. Mais la précision de ces méthodes est faible - un maximum de 30%, et seulement là où l'aiguille a été insérée pour la mesure.

L'eau dans l'arbre peut être libre et liée . Le premier peut être trouvé dans la cavité des fibres et dans l'espace entre les cellules. La seconde est dans la structure de la cellule, elle est tenue par des liaisons physico-chimiques. Si l'eau libre est retirée du bois assez facilement, alors l'eau liée est beaucoup plus difficile à éliminer. Si le bois change de forme pendant le séchage, le sciage ou le stockage, on parle de gauchissement. Quelle qu'en soit la cause, cela entraîne l'apparition de défauts du bois, il doit donc être stocké et traité conformément à la technologie.

Le bois a des propriétés telles que l'absorption d'humidité et le gonflement (en conséquence) . Cela doit être pris en compte lorsque vous travaillez avec lui. Ce n'est pas toujours négatif, par exemple, dans des cuves ou des tonneaux, la propriété du bois de gonfler et d'augmenter en taille, de ce fait, augmente la densité d'adhérence des éléments en bois les uns aux autres.

Le bois a une densité mesurée en kilogrammes par mètre cube (ou grammes par centimètre cube) . Différents types de bois ont la même densité de substance ligneuse (elle est de 1,53 g/cm3), mais une densité différente de bois complètement séché. Il existe plusieurs indicateurs de densité - le bois humide a une densité et le bois sec en a une autre. Un arbre a une caractéristique telle que la porosité, c'est-à-dire le degré de remplissage des cavités vides avec de l'air. La porosité des différentes roches varie de 40 à 80 %.

L'indice de perméabilité désigne la quantité de substance liquide ou gazeuse que le bois est capable de passer sous l'influence de la pression exercée sur lui. Séparément, parmi les propriétés physiques du bois, on distingue les propriétés thermiques, qui incluent la capacité thermique, la capacité de conduire la chaleur et de se dilater sous son influence, ainsi que la capacité de conduire la température. L'arbre a la propriété de conductivité électrique, c'est-à-dire qu'un courant électrique le traverse . Plus le bois est sec, moins il est conducteur d'électricité, et vice versa.

Technologique

Cette catégorie de propriétés du bois comprend des paramètres tels que la dureté, la résistance à l'usure, la ténacité, la rétention de divers types d'attaches et la capacité de traiter le matériau avec des outils de coupe. La résistance aux chocs est la propriété du bois d'absorber la force qui lui est appliquée lors de l'impact sans modifier la structure du matériau . Une viscosité élevée signifie qu'il faut beaucoup de force pour casser l'échantillon.

La dureté fait référence à la capacité du bois à résister à un corps plus dur lorsqu'il est pressé . Le matériau le plus dur pour le bois et les tests de dureté est l'acier. La dureté est déterminée à l'aide de l'échelle du dynamomètre. La résistance à l'usure du bois est indiquée par sa propriété de résistance à l'usure lors de son frottement contre une surface avec un revêtement abrasif. Il existe une formule spéciale pour calculer le taux d'abrasion.

La capacité du bois à se plier est différente selon les espèces d'arbres. Les meilleurs virages sont le frêne, le chêne, le hêtre, pire - les conifères. Le bois est capable non seulement de se plier, mais aussi de se fendre. Si vous enfoncez un clou trop près du bord, la propriété sera négative et si vous coupez du bois, elle sera positive.

Mécanique

Le bois est capable de résistance sous l'action des forces qui lui sont appliquées, c'est-à-dire qu'il possède des propriétés mécaniques. Ceux-ci incluent la résistance, la résistance à la déformation, les propriétés technologiques et opérationnelles. Les propriétés mécaniques du bois sont déterminées par des tests tels que la traction, la compression, la flexion et le cisaillement . Le bois est classé comme matériau anisotrope, ce qui signifie qu'il a des propriétés différentes dans différentes directions.

La résistance ultime est le niveau de contrainte maximal admissible qui précède le début de la rupture de l'échantillon . Elle doit être déterminée sur un échantillon exempt de défauts, de petite taille et propre. Afin de déterminer la résistance à la compression du bois, vous avez besoin d'un échantillon de forme prismatique.

La déformabilité est la capacité de supporter des charges à court terme sans changer la forme d'origine . En raison de son élasticité, le bois est capable de reprendre sa forme initiale après des charges de courte durée. Le module d'élasticité est calculé à l'aide d'une formule spéciale. La structure du bois est telle qu'elle peut se déformer sous des charges constantes. Il est important de connaître exactement à la fois l'indice de résistance et la limite de résistance supplémentaire, ainsi que la limite d'endurance (pour les échantillons soumis à des charges alternées).

Pour comparer une essence à une autre, il est nécessaire de connaître les spécificités inhérentes aux propriétés mécaniques des différentes essences de bois. Par exemple, les conifères ont une force spécifique plus élevée que les feuillus. Ils ont également un indicateur de rigidité plus élevé, mais toutes les autres caractéristiques spécifiques sont inférieures.

Aperçu des espèces

Il existe de nombreuses essences de bois. Lors du choix d'un matériau de construction ou de transformation, il convient de prendre en compte les caractéristiques et les propriétés individuelles de chacune. Le bois n'est pas seulement divisé en groupes bien connus d'espèces de feuillus et de conifères . Par exemple, il existe une classification du bois par couleur. Selon les essences, les couleurs du bois diffèrent. La couleur d'un arbre dépend de plusieurs facteurs. Il s'agit de la race, de l'âge, de la vitesse à laquelle l'arbre pousse, ainsi que de la quantité de colorants qu'il contient.

La luminosité est également directement liée à ce dernier facteur . L'aubier de l'arbre (la partie externe, qui contient des cellules vivantes), le ton est toujours plus clair que celui du noyau. Dans la partie centrale, dans laquelle se concentrent les tanins et les résines, la teinte est beaucoup plus foncée. Ainsi, en duramen, le bois est plus foncé, en aubier, il est clair.

Les premiers comprennent le mélèze, le pin, le frêne. Le second, avec un noyau étroit - bouleau, poirier, tilleul, aulne. Parmi ceux répertoriés, le bouleau a une teinte de bois complètement blanche, tandis que les autres ont un boisé très clair . Ceci est également dû au fait que l'amidon est présent dans l'aubier. L'aubier est utilisé pour la fabrication de planches de parquet.

Les conifères sont utilisés pour créer du bois et d'autres éléments de construction . Ils ont une structure légère et facile à manipuler. Un grand nombre de conifères poussent en Russie. Quant aux bois durs, ils sont utilisés pour créer des meubles et de l'ameublement.

Certaines espèces d'arbres ont une valeur plus élevée, elles sont dites précieuses . La valeur réside dans le fait que ces roches ont une résistance beaucoup plus élevée, elles durent plus longtemps et ont un motif unique. Ces variétés sont utilisées pour créer de beaux meubles d'élite, des planches de parquet, des portes et d'autres objets de décoration. Ils coûtent tous nettement plus cher que les produits conventionnels de la même catégorie. Les essences domestiques précieuses comprennent le cerisier, le chêne, le poirier, le bois de rose, ainsi que le bois d'érable blanc ou houx.

Le bois se distingue également par des signes de liquidité et d'illiquidité

• Bois liquide - il est utilisé pour les besoins du ménage. Le bois liquide se compose de bois commercial et de bois de chauffage. À son tour, le bois commercial comprend le bois rond et déchiqueté, mais n'inclut pas le bois de chauffage. Dans la composition du bois industriel, on distingue également les copeaux technologiques et la résine de souche.
• Bois illiquide - celui qui ne peut pas être utilisé à des fins économiques du fait qu'il a perdu ses qualités techniques en raison de défauts naturels ou de défauts de fabrication.

Le bois à pâte est appelé un assortiment rond ou haché à partir duquel de la cellulose ou de la pâte de bois est produite. La qualité d'un tel bois est déterminée par la variété (il y en a trois), ainsi que par la fraîcheur.

Description des vices

Les défauts du bois sont appelés les défauts qu'il a. Cela s'applique à l'ensemble du tronc et à ses éléments individuels. Le défaut doit nécessairement dégrader la qualité du bois, limitant la possibilité de son utilisation. Tous les types de défauts et de défauts sont répertoriés dans GOST 2140-81 . Tout ce qui s'écarte de la structure normale du bois est considéré comme un défaut.

Les vices sont naturels, qui surviennent indépendamment de la volonté d'une personne (exposition aux facteurs climatiques, oiseaux, insectes, rongeurs, bactéries, etc.), et il existe des défauts de traitement, qui incluent les défauts résultant d'un traitement, d'un stockage ou d'un stockage inappropriés.

Les vices peuvent être à la fois conditionnels et inconditionnels. Un tel défaut est considéré comme inconditionnel, ce qui réduit considérablement la qualité du bois, comme la pourriture ou les champignons . Les nœuds sont le défaut le plus courant, mais les défauts structurels du bois sont également courants. Le tronc noueux peut être utilisé, par exemple, pour une décoration originale, mais il ne cesse pas d'être un étau. La composition admissible ne comprend pas plus de deux nœuds par mètre de longueur de bois, tandis que les nœuds doivent être sains.

Les défauts de traitement comprennent tout ce qui a endommagé le bois lors d'un impact mécanique sur celui-ci ., à savoir - le sciage, la récolte, l'entreposage, le stockage, le transport, etc. C'est à cause de l'impact mécanique que le bois souffre le plus souvent, acquérant des inconvénients qu'il n'avait pas initialement.

Applications

Le bois est utilisé dans de nombreux domaines de l'industrie, étant l'un des matériaux les plus respectueux de l'environnement et en même temps les moins chers.

Comme le carburant

Les dernières décennies ont montré l'importance d'utiliser des minéraux et des ressources renouvelables. Ce dernier comprend le bois de chauffage utilisé comme combustible. La croissance de l'utilisation du bois de chauffage pour le chauffage des locaux a été enregistrée dans le monde entier et la Russie ne fait pas exception . Les pastilles de combustible (pellets) et les briquettes de combustible sont fabriquées dans presque toutes les régions du pays où il y a des forêts - qu'elles soient de conifères ou de feuillus. Le charbon de bois est également devenu soudainement populaire, même s'il était auparavant injustement oublié. Maintenant, il est largement utilisé dans la vie quotidienne et au travail.

Mais il est impossible d'utiliser le bois comme combustible et source d'énergie sans aucune restriction. Il existe un grand nombre de règles et d'exigences légalement établies, en rapport avec lesquelles les citoyens ne peuvent pas simplement récolter du bois de chauffage, même pour leurs besoins personnels. Le bois de chauffage ne peut être acheté qu'auprès d'organisations autorisées pour ce type d'activité, comme l'abattage et l'exploitation forestière.

Comme matière première

Les maisons de campagne dans l'écrasante majorité des cas sont aujourd'hui construites en bois. Les avantages du bois sont indéniables: il est respectueux de l'environnement, naturel, a un aspect attrayant et permet de créer de nombreux designs - de la cabane russe classique au chalet alpin. Ils construisent en bois non seulement des maisons, mais aussi des bains, des saunas, des belvédères . Le bois est utilisé dans la construction de logements et dans les structures porteuses, les poutres, les plafonds. Dans les agglomérations rurales, des maisons basses sont encore construites en bois - pour 2 ou 4 propriétaires.

L'industrie du bois s'efforce maintenant d'augmenter la résistance du bois scié à l'humidité, au feu, à la résistance, et également d'améliorer la conformité du bois et des planches aux codes du bâtiment . Mais en même temps, le bois doit rester un matériau naturel et respirant, conserver un motif unique et son arôme inhérent. De nouvelles technologies de transformation et de construction apparaissent constamment, par exemple, la construction de maisons utilisant la technologie à double bois est un phénomène relativement nouveau qui ne fait que gagner en popularité en Russie.

Outre la construction, le bois est largement utilisé comme matériau de structure pour la production de meubles . - canapés, chaises, tables, armoires et plus encore. Les escaliers, garde-corps, plateaux, balustres, allées et trottoirs du jardin et autres éléments décoratifs de l'aménagement paysager et des bâtiments sont en bois.

Comme matériel d'artisanat

Les amateurs et les professionnels sont aujourd'hui engagés dans l'art appliqué. Le bois est utilisé pour l'artisanat sous ses formes les plus variées - de la sciure et des dalles aux barres et aux planches de parquet. Des artisans aux mains dorées et à partir de caisses ou de palettes en bois créeront une chaise de jardin - Adirondack, qui n'aura pas l'air pire qu'une chaise d'usine . À partir des coupes, on obtient à la fois des sentiers de promenade originaux dans le jardin, ainsi que de magnifiques planches à découper ou des images brûlées avec une scie sauteuse.

Traitement

Bien qu'un arbre soit une ressource naturelle renouvelable, il faut plusieurs décennies pour qu'une forêt se rétablisse complètement. La déforestation et les incendies de forêt affectent négativement les conditions climatiques et environnementales et réduisent la quantité de ressources disponibles pour l'utilisation . Par conséquent, le bois est recyclé afin de le réutiliser dans la production, ainsi que pour traiter les déchets qui en résultent.

En faisant bon usage des résidus et des déchets générés par la transformation du bois, une grande partie de la forêt peut être économisée.

Le bois peut être divisé en affaires et non-affaires . Le premier comprend, par exemple, la dalle et les planches de sous-selle. Le second comprend les placages et les dalles, plus précisément leurs chutes, les sciages de grumes, divers morceaux et chutes d'activités de menuiserie, et les écorces, sciures, copeaux et poussières sont également désignés comme bois non commercial. Le bois commercial est utilisé pour créer de nouveaux produits. Les activités non commerciales font l'objet d'une collecte, d'un traitement supplémentaire et d'une élimination ultérieure. Bien que concernant le bois non commercial, des développements et des recherches de voies de transformation sont en cours. Par exemple, les copeaux et la sciure de bois sont compressés, après quoi ils sont utilisés pour fabriquer de la litière pour chat.