Ştiaţi că...

• Prima bicicletă era din lemn? La început se numea maşină mergătoare pe două roţi, apoi i s-a spus velociped şi mai târziu bicicletă.
• Lemnul posedă o capacitate de izolaţie termică de 350 de ori mai mare decât cea a oţelului şi de 10 ori mai mare decât a betonului?
• Lemnul este singurul material de construcţii care respira?
• Scandinavii şi canadienii care au un climat de 2 ori mai friguros decât noi, consuma de 2 ori mai puţină energie, graţie caselor din lemn?
• În caz de incendiu, lemnul este singurul material care conserva proprietăţile mecanice, transmite de 10 ori mai puţină caldură decât betonul, de 250 de ori mai puţină căldură decât oţelul, nu explodează ci arde şi se consumă lent? De aceea, în zonele seismice sunt recomandate doar casele de lemn.
• Casa din lemn este omniprezentă în ţările cu un înalt nivel de viaţă?
  • 90% în SUA şi Canada;
  • 60% în Scandinavia;
  • 30% în Germania.

Scurt istoric

Lemnul este un material de provenienţă vegetală folosit de om din cele mai vechi timpuri.

Datorită proprietăţilor sale mecanice a fost folosit în antichitate la realizarea primelor unelte şi a primelor mijloace de apărare.

Încă de la decoperirea focului, lemnul a reprezentat una dintre cele mai importante resurse de încălzire, fiind până în zilele noastre cel mai important combustibil folosit la nivel mondial.

Mai târziu oamenii au învăţat să-l folosească pentru construirea de locuinţe şi pentru realizarea de mobilier, îndeletniciri folosite pe tot parcursul istoriei. Chiar şi în zilele noastre lemnul, sau produse pe bază de lemn, se folosesc permanent în construcţii şi la realizarea mobilei.

Datorită proprietăţilor sale acustice lemnul s-a folosit, din cele mai vechi timpuri, pentru realizarea de instrumente muzicale. Primele instrumente muzicale au fost cele de suflat şi cele cu membrană (tobe). Cel mai vechi instrument muzical de suflat cunoscut este un fluier de acum 35.000 ani descoperit în Germania. Naiul (flaut Pan) pare să fie şi el un instrument folosit din timpuri străvechi. Despre tobe se crede că sunt cele mai vechi instrumente muzicale construite de oameni. Dintre instrumentele cu corzi, cel mai vechi pare să fie harpa care era întâlnită la sumerieni şi egipteni cu circa 3.000 î.Hr. Realizarea instrumentelor muzicale a luat amploare în secolele XVI-XVIII. Vioara şi chitara aveau să apară în secolul al XVI. Acordeonul a fost brevetat pe la mijlocul secolului a XVII-lea. Pianul a apărut în secolul XVIII, având ca model clavecinul - un instrument datând din secolul a XV-lea.

Lemnul este utilizat şi în industrie, datorită conţinutului de celuloză şi lignină. Din lemn se face hârtie (celuloză), plăci aglomerate din lemn (PAL), plăci din fibre de lemn (PFL) şi alte sortimente de panouri prefabricate, lacuri şi vopsele, lipici (lignină), diferite materiale sintetice, răşini, etc. Hârtia este cunoscută încă din anul 200 î.Hr. când era folosită în China pentru confecţionarea de cârpe din mătase. În forma ei actuală a fost descoperită la sfârştiul secolului I (mai exact anul 98) de către demnitarul chinez Tsai Lun. În Europa aceasta a ajuns abia în secolul XII.

Structura lemnului

Macroscopic lemnul este diferit privit, în funcţie de planul în care este secţionat. Lemnul este alcătuit din mai multe tipuri de ţesuturi vegetale:

• Fibre: fascicule de celule rezistente, dispuse într-un sens axial, care asigură rigiditatea si rezistenţa mecanică a lemnului. Sunt constituite dintr-un amestec de celuloză, hemiceluloză şi lignină.
• Ţesutul vascular: este compus din vase, celule tubulare prin care se conduce seva brută de la rădăcini la frunze. La conifere aceste vase sunt numite traheide. Vasele conductoare sunt adesea asociate cu celulele parenchimatice (numite şi parenchim), care contribuie la transportul de nutrienţi în arbore.
• Celulele de rezervă parenchimatice, cu pereti îngroşaţi şi lignificati, care însoţesc ţesutul vascular. Aceste celule participă la funcţia de sustinere. Orientarea lor este transversală şi radială pornind de la axa longitudinală a arborelui.

Compoziţia chimică

Lemnul constă în principal din substante organice, precum şi din substante anorganice (1 până la 1,5%). De asemenea, poate avea umiditate variabila. În compoziţia sa întâlnim:

• Celuloză (40 - 50%)
• Lignină (20 până la 30%)
• Hemiceluloză (15 la 25%)
• Alte substanţe organice: polizaharide, pentozani, hexozani, răşini, taninuri, coloranţi, ceară, alcaloizi...
• Apa.

Proprietăţi fizice

• Culoarea
  • depinde de specie şi variază de la alb-gălbui (tei, molid) până la negru, trecând prin nuanţe de cafeniu şi roşu
  • este un factor estetic , determinant mai ales la lucrările de tâmplărie
• Densitatea
  • densitatea reală nu variază prea mult de la o specie la alta: se consideră că este de 1500kg/mc
  • densitatea aparentă depinde foarte mult de specie şi de umiditatea lemnului: la umiditatea normală din ţara noastră, bradul are densitatea aparentă de 450kg/mc, iar fagul de 750/mc
  • influenţează direct proporţional rezistenţele macanice ale lemnului
• Porozitatea
  • este o consecinţă a structurii celulare
  • este invers proporţional cu rezistenţele mecanice: cu cât porozitatea este mai mare, cu atât rezistenţele mecanice ale lemnului au valori mai mici
  • este direct proporţional cu capacitatea de izolare termică şi fonică
• Umiditatea
  După tăiere, lemnul conţine o cantitate de apă care poate ajunge la jumătate din masa lui. Această apă se găseşte în trei forme diferite:
  • apa liberă, parte preponderentă, care circulă prin pereţii ţesuturilor şi care nu influenţează caracteristicile lemnului
  • apa de hidroscopicitate, fixat pe pereţii ţesuturilor vegetale şi care influenţează principalele proprietăţi ale lemnului
  • apa legată chimic, în proporţie de 1%, care nu influenţează proprietăţile mecanice ale materialului lemnos
  Umiditate arborelui doborât se reduce treptat prin evaporarea apei libere şi a apei de hidroscopicitate, până la stabilirea unui echilibru cu umiditatea atmosferică.
  Umiditatea favorizează dezvoltarea ciupercilor şi putrezirea lemnului, influenţează negativ proprietăţile materialului lemnos.
• Contragerea şi umflarea
  • sunt variaţii ale volumului lemnului, determinate de schimbări ale conţinutului de apă de hidroscopicitate din lemn
  • la scăderea conţinutului de apă se produce contragerea
  • la mărimea conţinutului de apă se produce umflarea
  • aceste modificări de volum determină micşorarea rezistenţelor mecanice ale lemnului
• Hidroscopicitatea
  • este proprietate lemnului de a-şi modifica umiditatea proprie în raport cu umiditate atmosferică
  • conductivitatea termică mică
  • este un bun izolant termic
  • conductivitatea acustică
  • este un bun izolant fonic
  • conductivitate electrică redusă
  • se utilizează în special impregnat, ca material, electroizolant

Proprietăţi mecanice

• Rezistenţa la compresiune
  • rezistenţa la compresiune paralel cu fibrele este de cca 5-10 ori mai mare decît cea perpendicular pe fibre
• Rezistenţa la întindere
  • rezistenţa la întindere, paralel cu fibrele este de 20-30 ori mai mare decât rezistenţa la întindere perpendicular pe fibre
• Duritatea
  • este proprietatea acestuia de a opune rezistenţă la pătrunderea în masa sa a unui alt corp
  • este în raport direct cu densitatea şi invers proprţional cu umiditatea lemnului
• Rezistenţa la despicare
  • unele specii lemnoase se despică uşor, după suprafeţe aproape plane, sub acţiunea unei pene care acţionează în lungul fibrelor
  • această proprietate are importanţă la confecţionarea şiţei şi şindrilei pentru învelitori