Žmogus medieną naudoja nuo neatmenamų laikų. Kuras, statybinės medžiagos, baldai, muzikos instrumentai – gaminiai iš jo lydi mus visą gyvenimą. Be to, medžiai yra gamtos kalendoriai ir gyvi istorijos paminklai.
Yra visa mokslo šaka – dendrochronologija, leidžianti sužinoti gaminio amžių, taip pat kokioje vietovėje buvo nukirstas medis, iš kurio jis pagamintas. Studijuodami metinių žiedų skyrius galite sužinoti apie senovės gamtą ir atmosferą. Privalumai ir trūkumai, struktūra, mediena kaip statybinė medžiaga, savybės – visi šie klausimai verti dėmesio.
Kaip viskas veikia
Medžiagos savybių ir charakteristikų negalima suprasti prieš tai neištyrus medienos struktūros ir sudėties. Pati koncepcija priklauso nuo to, kas ją naudoja. Paprastam žmogui ir statybininkui tai išskirtinai po žieve esanti medžio dalis, kurią galima naudoti kasdieniame gyvenime ar gamyboje. Botanikui medžio ir medienos struktūra yra visas kompleksas, įskaitant visus elementus nuo šaknų iki vainiko.
Krone naudojama pramonėješiek tiek, o šakos naudojamos kaip medienos plaušų plokštės ir kartono žaliava. Svarbiausia yra bagažinė. Skerspjūvyje atsiveria medžio kamieno struktūra. Viršutinis sluoksnis, žievė, apsaugo gyvas ląsteles nuo išorinių poveikių. Tarp žievės ir kamieno kūno yra gyvų ląstelių sluoksnis – kadmis. Pačiame centre šerdis eina per visą kamieną. Dėl laisvų audinių, iš kurių jis sudarytas, jis netinkamas utilitariniams tikslams.
Medžio šerdį daugiausia sudaro negyvos ląstelės, dervos nuosėdos, dažikliai ir taninai. Šerdį supa mediena – medžio dalis, atsakinga už vandens nuvedimą į lapus nuo šaknų. Atitinkamai, jis turi daug drėgmės, geriau praleidžia vandenį ir yra labiau linkęs pūti. Ne visi medžiai turi ryškų šerdį. Kai kuriose iš jų nėra skirtumo tarp centrinės ir kraštinės kamieno dalių. Tokios uolienos vadinamos saku.
Mikroskopinė medienos struktūra
Naudodami mikroskopą galite giliau ištirti struktūrą. Mediena paprastai susideda iš negyvų ląstelių. Jaunų augalų ląstelės susideda iš apvalkalo ir vidinės dalies – citoplazmos ir branduolio. Plonos skaidrios membranos pagrindas yra celiuliozė arba pluoštas. Laikui bėgant, augalų ląstelės patiria metamorfozę ir, priklausomai nuo būdingos funkcijos, savo mase virsta arba žieve (kamšėjimas) arba mediena (lignifikacija).
Ląstelėse nuolat susidaro ligninas. Jis yra priežastislignifikacija. Yra dviejų tipų sumedėjusios ląstelės – prosenchiminės ir parenchiminės. Pirmoji rūšis sudaro didžiąją medienos dalį, priklausomai nuo rūšies - nuo 85% iki 99%. Savo ruožtu jie skirstomi pagal savo funkcijas. Laidžios ląstelės yra atsakingos už maistinių medžiagų ir drėgmės tiekimą iš šaknų į lapiją, o mechaninės ląstelės yra atsakingos už medžio tvirtumą ir stabilumą. Parenchiminės ląstelės veikia kaip augalo sandėliukas. Jie kaupia maistines medžiagas (riebalus, krakmolą) ir prireikus atiduoda jas sunkiu laikotarpiu.
Spygliuočiai
Priklausomai nuo medžių rūšies skiriasi ir jų struktūra. Medienos rūšys skirstomos į spygliuočių ir lapuočių. Spygliuočių struktūra yra paprastesnė. Didžioji dalis yra tracheidinės ląstelės. Spygliuočių ypatybės apima dervą gaminančių ląstelių buvimą. Skirtingose rūšyse jie gali būti arba atsitiktinai išsibarstę, arba sujungti į dervos kanalų sistemą.
Kietmedis
Kietmedžiai ir jų struktūra yra sudėtingesni. Mediena susideda iš indų, libriforminių pluoštų ir parenchiminių ląstelių. Kadangi lapuočiai rudenį meta lapus, žiemą jiems reikia daug maisto. Iš čia daugiau parenchiminių ląstelių, atsakingų už maistinių medžiagų kaupimąsi, nei spygliuočiuose. Tai matyti iš išreikštos šerdies.
Ypatybės
Mediena turi daug būdingų savybių. To priežastis yra struktūrinės savybės. Medžio stiprumas yra gana didelis, ir tarp pastatųmedžiagas ant šio rodiklio, jis užima tarpinę padėtį. Ir atsižvelgiant į nedidelį savitąjį svorį, šiuo atžvilgiu jis yra palyginamas su metalu. Silpnoji medienos vieta yra ta, kad ji yra anizotropinė medžiaga. Gebėjimas atsispirti lūžiams priklauso nuo jėgos krypties, palyginti su pluoštų vieta. Geriausios stiprumo vertės matomos, kai medžiaga yra veikiama išilgai pluoštų.
Medienos standumas mažas, to priežastis – specifinė struktūra. Mediena yra porėta, lanksti medžiaga. Sijos sugeba atkurti savo formą po trumpalaikės apkrovos. Tačiau liekamosios deformacijos dėl ilgo poveikio išlieka amžinai. Medinė sija negalės atgauti savo formos po ilgo naudojimo.
Statybinių medžiagų kietumą lemia tai, kokia apkrova reikalinga tam tikrų matmenų plieniniam rutuliui prispausti. Kiečiausioms medienos rūšims jis yra tik 1000 N. Tuo pačiu metu mažas kietumas yra vienas iš pagrindinių medžiagos privalumų. Medieną lengva apdirbti, joje tvirtai laikosi vinys, varžtai, savisriegiai varžtai.
Medienos drėgnumą lemia specifinis drėgmės kiekis porose. Šviežiai nupjautame medyje jis pasiekia 100%. Priklausomai nuo paskirties, šviežiai nupjauta mediena džiovinama iki reikiamo lygio nuo 40 iki 15%.
Orumas
Mediena turi mažą šilumos laidumą. Jis gali būti sėkmingai naudojamas kaip šilumą izoliuojanti medžiaga. Apdorojimo paprastumasleidžia naudoti daugybę įrankių. Neįmanoma įsivaizduoti jokio orkestro be muzikos instrumentų, pagamintų iš medžio. Užburiantys smuiko garsai yra tokios medienos savybės kaip gebėjimas rezonuoti rezultatas. Mediena lengvai lankstoma, yra platus pasirinkimas įvairių lenktų konstrukcijų gamybai. Be to, mediniai gaminiai pasižymi geromis garsą sugeriančiomis savybėmis. Gražus paviršius atveria erdvės interjero dizaino vaizduotei.
Defektai
Medienos gaminių gebėjimas atlaikyti apkrovas priklauso nuo jėgos taikymo krypties. Taip yra dėl anizotropinės medienos struktūros. Be to, stiprumo charakteristikos taip pat priklauso nuo artumo iki kamieno centro, drėgmės, mazgų, įtrūkimų. Dėl to reikia praleisti daug laiko renkantis darbui tinkamą medžiagą.
Mediena, būdama organinė medžiaga, yra neapsaugota nuo vabzdžių, pelėsių ir grybelių. Ilgalaikiam veikimui reikalingas brangus cheminis apdorojimas. Verta paminėti, kad medinės konstrukcijos be išankstinio apdorojimo yra lengvas gaisro grobis.
Medienos apdirbimas
Apskritai yra trys medienos apdirbimo būdai:
- Labiausiai paplitęs yra mechaninis metodas. Medis pjautas, obliuotas, skaldytas.
- Cheminio-mechaninio apdorojimo metu medžiaga yra paruošiama tarpiniu būdu. Skiedros, drožlės sumaišomos su rišikliu ir kaitinamos. Vyksta cheminė polimerizacijos reakcija, ir išėjimogauti tokias medžiagas kaip fanera, medžio drožlių plokštės, medienos plaušų plokštės.
- Chemiškai apdorojant mediena yra veikiama rūgščių, šarmų, druskų ir karščio. Iš tokio apdorojimo produktų galima įvardinti anglį, kanifoliją, dervą, taninus, celiuliozę.
Medžiai yra šimtais milijonų metų vyresni už žmogų. Visos civilizacijos, kurios kada nors egzistavo, yra pagrįstos medienos naudojimu. Knygos, baldai, muzikos instrumentai – visa tai įmanoma dėl šios unikalios natūralios medžiagos.
