Ανατομικά χαρακτηριστικά και τεχνικές ιδιότητες ξύλου πρεμνοφυούς καστανιάς (Castanea sativa Mill.) σε σχέση με την αξιοποίησή της

Abstract

Anatomical characteristics, chemical, physical and mechanical properties were studied in wood from chestnut coppice forests. The average proportion of bark was 3,95%, of heartwood 91,60% and of sapwood 4,45%. The mean fibre length ranged from 0,95 mm-1,13 mm and was found to be reducing with the increase of ring width and increasing with the increase of age. The hot water soluble extractives content was of bark 26,33%, of heartwood 19,22% and of sapwood 7,08% and the dichloromethane soluble extractives content was of bark 2,43%, of heartwood 0,58% and of sapwood 1,09%. Between the bark, heartwood and sapwood were found differences in electrical conductivity (840 μS/cm, 349 μS/cm και 387 μS/cm respectively), acidity (pH) (4,60, 4,05 και 4,83 respectively), buffering capacity (acid equivalent) (0,0146 ml/ml, 0,014 ml/ml και 0,043 ml/ml respectively). The quantitative analysis of inorganic contents (ash) showed that the content was higher in bark (6,46%) and lower in sapwood (0,487%) and heartwood (0,118%). Differences were found as well at the qualitative analysis of ash for the elements Ca, K, Mg, Na, P, Mn, Cu, Zn and Fe. The extraction with hot water in all cases resulted in reducing of electrical conductivity and inorganic contents. Ring width ranged from 1,17mm-7,07mm was found to reduce from pith to bark. The average proportion of earlywood ranged from 7,72%-67,13% of ring width and was found to be reducing with the increase of ring width. The mean dry density of wood was 0,60 g/cm³, (from 0,57 g/cm³-0,63 g/cm³) and was found to be increasing with the increase of ring width and to be reducing with the increase of age. The extraction with hot water resulted in reducing of dry and basic density of wood. The average maximum shrinkage was 3,83% radically and 6,58% tangentially. Removal of hot water soluble extractives resulted in increasing of radial and tangential shrinkage. The mean shrinkage anisotropy was 1,74 and after extraction with hot water increased to 1,86. In extracted samples soaked in water was observed faster swelling at the beginning, in comparison to non extracted samples, but afterwards the difference was found to be reducing. The mean strength properties of chestnut wood in static bending were: modulus of rapture 107,79Ν/mm², stress at proportional limit 46,40Ν/mm2, modulus of elasticity 11,36 Ν/mm². The shear modulus of elasticity in GLT plane was 0,268 ΚΝ/mm² and in GLR plane 0,200 ΚΝ/mm². The mean strength of wood in axial compression was 0,268 ΚΝ/mm², the toughness 5,04 Joule/cm² and the mean lateral hardness (Janka) 41,11 Ν/ mm². In all cases between “immature” and “mature” wood were not found considerable differences in mechanical properties. Exposure of chestnut wood surfaces in atmospherical precipitation without covering or covered with water repellent substances of low effectiveness resulted in discolorations due to leaching of water-soluble extracts.

Σε ξύλο από κορμοτεμάχια πρεμνοφυούς καστανιάς ηλικίας 25-27 ετών μελετήθηκαν ανατομικά χαρακτηριστικά και χημικές, φυσικές και μηχανικές ιδιότητες. Το ποσοστό του φλοιού ήταν 3,95%, του εγκαρδίου 91,60% και του σομφού 4,45%. Το μέσο μήκος των ινών κυμάνθηκε από 0,95 mm-1,13 mm και βρέθηκε να μειώνεται με την αύξηση του πλάτους των αυξητικών δακτυλίων και να αυξάνεται με την αύξηση της ηλικίας. Η περιεκτικότητα σε υδατοδιαλυτά εκχυλίσματα ήταν του φλοιού 26,33%, του εγκαρδίου 19,22% και του σομφού 7,08% και η περιεκτικότητα σε εκχυλίσματα διαλυτά σε διχλωρομεθάνιο ήταν 2,43% φλοιό, 0,58% στο εγκάρδιο και 1,09% στο σομφό ξύλο. Μεταξύ φλοιού, εγκαρδίου και σομφού ξύλου βρέθηκαν διαφορές στην ηλεκτρική αγωγιμότητα (840 μS/cm, 349 μS/cm και 387 μS/cm αντίστοιχα), στην οξύτητα (pH) (4,60, 4,05 και 4,83 αντίστοιχα), στη ρυθμιστική ικανότητα (ισοδύναμο σε οξύ) (0,0146 ml/ml, 0,014 ml/ml και 0,043 ml/ml αντίστοιχα). Η ποσοστική ανάλυση των ανόργανων συστατικών (τέφρα) έδειξε ότι η περιεκτικότητα ήταν μεγαλύτερη στον φλοιό (6,46%) και μικρότερη στο σομφό (0,487%) και στο εγκάρδιο (0,118%). Διαφορές βρέθηκαν και στην ποιοτική ανάλυση της τέφρας για τα στοιχεία Ca, K, Mg, Na, P, Mn, Cu, Zn και Fe. Η εκχύλιση με ζεστό νερό σε όλες τις περιπτώσεις είχε ως αποτέλεσμα τη μείωση της ηλεκτρικής αγωγιμότητας και των ανόργανων συστατικών. Το πλάτος των αυξητικών δακτυλίων κυμάνθηκε από 1,17mm-7,07mm και βρέθηκε να μειώνεται από την εντεριώνη προς την περιφέρεια. Το ποσοστό του πρώιμου ξύλου κυμάνθηκε από 7,72%-67,13% του πλάτους των αυξητικών δακτυλίων και βρέθηκε να μειώνεται με την αύξηση του πλάτους των αυξητικών δακτυλίων. Η μέση ξηρή πυκνότητα του ξύλου ήταν 0,60 g/cm³, (από 0,57 g/cm³-0,63 g/cm³) και βρέθηκε να αυξάνεται με την αύξηση του πλάτους των αυξητικών δακτυλίων και να μειώνεται με την αύξηση της ηλικίας. Η εκχύλιση με ζεστό νερό είχε ως αποτέλεσμα τη μείωση της ξηρής και της βασικής πυκνότητας του ξύλου. Η μέση μέγιστη ρίκνωση του ξύλου ήταν 3,83% ακτινικά και 6,58% εφαπτομενικά. Απομάκρυνση υδατοδιαλυτών εκχυλισμάτων είχε ως αποτέλεσμα αύξηση της ακτινικής και εφαπτομενικής ρίκνωσης. Ο μέσος συντελεστής ανισοτροπίας ήταν ίσος με 1,74 και μετά την εκχύλιση με ζεστό νερό αυξήθηκε σε 1,86. Σε εκχυλισμένα δείγματα βυθισμένα σε νερό παρατηρήθηκε αρχικά ταχύτερη διόγκωση σε σύγκριση με μη εκχυλισμένα αλλά στη συνέχεια η διαφορά αυτή βρέθηκε να μειώνεται. Η μέση αντοχή του ξύλου της καστανιάς σε στατική κάμψη ήταν: το μέτρο θραύσεως 107,79Ν/mm², η τάση στο όριο ελαστικότητας 46,40Ν/mm²και μέτρο ελαστικότητας 11,36 Ν/mm². Το μέτρο ελαστικότητας σε εφαπτομενική διάτμηση ήταν 0,268 ΚΝ/mm² και σε ακτινική 0,200 ΚΝ/mm². Η μέση αντοχή σε αξονική θλίψη ήταν 60,57 Ν/mm², σε κρούση 5,04 Joule/cm² και η μέση πλευρική σκληρότητα 41,11 Ν/mm². Σε όλες τις περιπτώσεις δε βρέθηκαν σημαντικές διαφορές μηχανικών ιδιοτήτων μεταξύ “ανώριμου” και “τυπικού” ξύλου. Έκθεση επιφανειών ξύλου καστανιάς σε ατμοσφαιρικά κατακρημνίσματα χωρίς επικάλυψη ή καλυμμένες με υδρόφοβες ουσίες μικρής αποτελεσματικότητας συνεπάγεται χρωματικές αλλοιώσεις που οφείλονται στην έκπλυση των υδατοδιαλυτών εκχυλισμάτων.