Podstawa opracowania:

Transkrypt

1 Podstawa opracowania: WaŜny J.,Karyś J.: Ochrona budynków przed korozją biologiczna. Arkady, Warszawa sh/article_17525.shtml Drzewo drzewo, które jest źródłem materiału drzewnego-drewna składa się z: -korzeni -pnia (strzały) -korony najwyŝszym drzewem świata jest sekwoja najmniejsze drzewka otrzymuje się w hodowlach bonsai (sosna wydmowa osiąga w takiej hodowli zaledwie 20 cm wysokości)

2 Budowa drewna (wg Côtégo 1982) rdzeń pozostałość pierwotnego pędu twardziel składa się z obumarłych komórek, pełniących funkcje mechaniczne biel zawiera Ŝywe komórki miękiszowe, przewodzi wodę z korzeni do korony miazga (kambrium) posiada zdolność do samodzielnego podziału i wytwarzania nowych komórek, zdolność ta zapewnia przyrost masy drzewnej (zaraz po podziale komórki te ulęgają specjalizacji na włókna, cewki, naczynia) łyko transport cukrów z liści do wszystkich Ŝywych komórek drzewa kora pełni przede wszystkim funkcje ochronne

3 Rdzeń stanowi fizjologiczną oś pnia na przekroju widoczny jest w postaci ciemnej plamy stanowi element słaby mechanicznie i naraŝony w pierwszej kolejności na atak czynników biologicznych Drewno tkanka ta stanowi największą objętość w drzewie drewno składa się z pojedynczych przyrostów rocznych zwanych słojami na przekroju poprzecznym są to dwubarwne koncentryczne pierścienie

4 Słoje roczne tkanka drzewna wytwarzana jest tylko wtedy, kiedy czynny jest cały system biologiczny drzewa przyrost następuje zazwyczaj na wiosnę i ustaje po paru tygodniach, czasem zachodzi przez cały rok szerokość słoja rocznego zaleŝy od gatunku drzewa, klimatu i siedliska, moŝe wynosić od dziesiątych części milimetra do kilku milimetrów rocznie późną jesienią, kiedy kończy się aktywność komórek miazgi przyrost kończy się wyraźną granicą Przyczyna powstawania dwubarwnych pierścieni naczynia u gatunków liściastych pierścieniowo-naczyniowych oraz cewki u iglastych wytwarzane na początku sezonu wegetacyjnego drewno wczesne ma duŝą średnicę i relatywnie cienką ścianę komórkową drewno późne ma odmiennie małe komórki o grubych ścianach, co sprawia, Ŝe jest to strefa przyrostu rocznego o największej twardości i wytrzymałości liściaste: wiosna wąski pas drewna wczesnego, gruby pas drewna późnego iglaste: szeroka warstw drewna wczesnego, cienka warstwa drewna późnego WNIOSEK! drewno iglaste ma mniejszą gęstość i wytrzymałość od drewna liściastego

5 Biel i twardziel proces twardzielowania po przekroczeniu przez drzewo pewnego wieku (sosna lat, niektóre gatunki nawet 100 lat) zaczynają się zmiany w warstwach przyrdzeniowych drzewna, prowadzące do powstania twardzieli funkcje przewodzenia wody i soli mineralnych przejmują komórki słojów zewnętrznych początkową faza tych procesów jest zanik przewodzenia wody przez centralną strefę pnia spadek ciśnienia wody zmniejszenie wilgotności powoduje to stopniowe obumieranie komórek, a jej wnętrze stopniowo wypełniają związki organiczne: gumy fenole Ŝywice garbniki substancje oleiste substancje aromatyczne w wyniku procesu twardzielownia zmniejsza się porowatość twradzieli zwiększa odporność biologiczna, poniewaŝ odkładane substancje są toksyczne dla czynników biologicznych zwiększa gęstość zmniejsza wilgotność i higroskopijność zazwyczaj obszar ten wykazuje intensywne ciemniejsze zabarwienie - wywołane utlenianiem się garbników i substancji fenolowych ANOMALIA jesion, świerk, jodła - róŝnice w zabarwieniu bielu i twardzieli są prawie niezauwaŝalne buk nie wytwarza twardieli UWAGA odporność bielu na biodegradację jest znacznie mniejsza niŝ twardzieli tuŝ po ścięciu drzewa zgromadzona w bielu woda, cukry i skrobia jest przyczyną ataku grzybów barwiących drewno ( sinizna i pleśń) oraz owadów drewno powinno być poddane natychmiast ochronie chemicznej lub suszeniu

6 Miazga (kambrium) 11 podział 1 podział 2 podział 10 podział K ł. K m. K m. K m. K m. K m. K m. K m. K m. K d. K d. K d. cienka warstwa miazgi znajduje się na granicy drewna i łyka jest najdłuŝej Ŝyjącą tkanką drzewa w następstwie podziału powstają dwie nowe komórki, z których jedna pozostaje zawsze komórką twórcza miazgi, natomiast druga przeobraŝa się w komórkę tkanki drzewnej od środka lub tkanki łyka od zewnątrz podział promieniowy komórek miazgi w kierunku drewna zachodzi 10-krotnie szybciej niŝ w kierunku łyka Łyko stosunkowo wąską warstwa Ŝywych komórek bierze udział w przewodzeniu asymilantów (cukrów) z liści do wszystkich komórek drzewa

7 Kora wytwarzana jest przez tkankę korkotwórczą (fellogen) znajdująca się na zewnątrz łyka zbudowana jest z martwych komórek - wypełnionych powietrzem, o ścianach silnie przesyconych suberyną (substancja woskowa) pełni role warstwy ochraniającej przed czynnikami zewnętrznymi, takimi jak: temperatura (powietrze w komórkach) woda (suberyna w ścianach komórek) grzyby owady Promienie rdzeniowe biegną poziomo w poprzek drewna, miazgi, i łyka przewodzą substancje odŝywcze w poprzek pnia gromadzą substancje zapasowe osłabiają tkankę drewna poniewaŝ: składające się na nie komórki miękiszowe mają małą wytrzymałości powodują zaburzenia w ciągłej, podłuŝnej strukturze włókien

8 Przewody Ŝywiczne występują u niektórych gatunków drzew iglastych (modrzew, sosna) puste przestrzenie w tkance drzewnej (widoczne na przekroju poprzecznym), których wnętrze wyścielone jest specjalnymi komórkami miękiszowymi Ŝywicorodnymi, (wytwarzającymi Ŝywicę do wnętrza kanałów) tworzą wzajemnie powiązany system kanałów wzdłuŝ i poprzek pnia po zranieniu drzewa Ŝywica wycieka na zewnątrz i chroni uszkodzone miejsce do czasu zrośnięcia niektóre gatunki liściaste maja rurki mleczne, podobne do przewodów Ŝywicznych, które wytwarzają substancje gumowo- Ŝywiczne lateks Submikroskopowa budowa drewna (chemiczna) ściana komórki zbudowana jest z: celulozy ligniny hemicelulozy substancji ekstrakcyjnych o właściwościach wytrzymałościowych drewna decyduje materiał ścianek poszczególnych komórek, ich grubość, jak równieŝ sposób wzajemnego ich połączenia wpływ na: wytrzymałość na rozciąganie ma ułoŝenie włókien celulozy wytrzymałość na ściskanie ma hemiceluloza i lignina

9 Udział procentowy poszczególnych substancji celuloza ok. 50% hemiceluloza 20-30% lignina 20-30% substancje ekstarkcyjne Glikoza prosty cukier powstały w procesie fotosyntezy, przy udziale energii słonecznej, absorbowanej przez katalizator obecny w liściach chlorofil glikoza ma znacznie wyŝszy poziom energetyczny niŝ produkty wyjściowe woda i dwutlenek węgla 6H 2 O+6CO 2 C 6 H 12 O 6 +6O przy spalaniu zachodzi proces odwrotny uwalniający duŝe ilości energii w roślinie energii ta zuŝywana jest do podtrzymywania procesów Ŝyciowych przetwarzana jest na skrobię i magazynowana, jako substancja zapasowa na okres spoczynku największa część cukrów wykorzystywana jest do budowy struktur celulozowych szkielet stwardniałej części drewna

10 Celuloza wielocukier (polisacharyd) o wzorze (C 6 H 10 O 5 ) liniowy polimer złoŝony z reszt glikozydowych połączonych mostkami tlenowymi stopień polimeryzacji wynosi wytrzymałość mechaniczna celulozy wzrasta wraz ze wzrostem stopnia polimeryzacji stanowi 50 % składu ściany komórki i spełnia funkcję szkieletu, wypełnionego hemiceluloza i ligniną jest głównym czynnikiem decydującym o mechanicznych właściwościach drewna UWAGA! grzyby w wyniku działania enzymów celulolitycznych powodują hydrolizę celulozy i stopniowy podział łańcuchów celulozy na coraz krótsze fragmenty aŝ do pojedynczych cząstek glikozy w wyniku tego procesu wytrzymałość komórek maleje Hemiceluloza polisacharyd, zbudowany z więcej niŝ jednego rodzaju cukru: glikoza ksyloza galktoza mannoza ramnoza fukoza pochodne kwasu uronowego stopień polimeryzacji rzadko przekracza 200 pod wpływem działania enzymów wytwarzanych przez grzyby w pierwszej kolejności ulegają hydrolizie

11 Lignina złoŝony trójwymiarowy polimer związków fenolowych (pochodne benzenu) funkcje: wypełnia celulozową strukturę szkieletową nadaje ścianie komórki duŝą sztywność nie wchłania wilgoci, zatem nie powoduje pęcznienia drewna Substancje ekstrakcyjne dają się wyodrębnić za pomocą wody lub rozpuszczalnika wypełniają ściany komórkowe strefy twardzielowej naleŝą do nich: Ŝywica guma, garbniki barwniki olejki eteryczne woskotłuszcze skrobia proteiny (białka) związki nieorganiczne - krzemiany