Základní vlastnosti dřeva
Člověk, který se rozhodne začít stavět svůj vlastní dům, stojí před problémem vybrat si nejen svůj design, ale i hlavní materiál pro stavbu. A přirozeně především zaměřuje svou pozornost na nejstarší a nejuniverzálnější materiál – dřevo.
Dřevostavba je i přes svou „starobylost“ technologicky poměrně vyspělá. Jeho životnost je od 50 do 100 let. Životnost do značné míry závisí na pravidelnosti a správnosti ošetřování dřeva. Dobrý srub nevyžaduje prakticky žádné dokončovací práce. To je důležité, protože náklady na dokončovací práce jsou obvykle úměrné nákladům na postavení hlavní konstrukce konstrukce. Dřevo má navíc vlastnosti, díky nimž je nejen technicky a funkčně vhodné pro použití ve stavebnictví, ale také povzbuzuje k pocitu sympatií k materiálu samotnému.
Všechny druhy stromů se dělí na jehličnaté a listnaté (ve světě neexistuje jednotná klasifikace – v mnoha zemích se liší od té, která byla přijata u nás). Vlastnosti dřeva jsou dány jeho strukturou. To je nutné znát a zohlednit pro správné zpracování tohoto přírodního materiálu a identifikaci jednotlivých hornin.
Dřevo má vláknitou strukturu. Existují tři hlavní řezy: příčné nebo koncové, – napříč vlákny; radiální – podél osy kmene a tečné – podél roviny podél kmene, umístěné v jakékoli vzdálenosti od osy. Jádro je umístěno ve střední části kmene. U jehličnatých stromů je jeho průměr 2-3 mm au některých listnatých stromů může dosáhnout 8-10 mm.
Dřevo roste kolem jádra v soustředných kruzích – jednoletých vrstvách, které mají heterogenní strukturu: rané (blíže k jádru) a pozdní (blíže ke kůře) části. První (u jehličnanů je lehčí, u listnatých stromů je pórovitější) roste na jaře a začátkem léta, kdy je v půdě hodně vlhkosti, druhý – koncem léta a na podzim. Šířka ročních vrstev závisí na stáří stromu, podmínkách růstu a druhu. Jsou jasně rozlišitelné téměř u všech jehličnanů a některých listnatých rostlin.
Některé druhy mají dřevo jednotné světlé barvy (olše, bříza, habr), jiné mají ve střední části tmavší dřevo (dub, modřín, borovice). Tmavá část kmene je jádro, světlá obvodová část je běl. První se skládá z mrtvých buněk, druhý – z živých buněk.
Na průřezu dřeva jsou vidět světlé, často lesklé linie směřující od středu ke kůře – dřeňové paprsky. U zimostrázu, břízy, osiky a všech jehličnanů jsou velmi úzké, téměř neviditelné; u javoru, jilmu, jilmu, lípy – úzké, těžko rozlišitelné; u buku, dubu (pravé široké) a u habru, olše, lísky (nepravé široké – trsy blízko sebe úzkých paprsků) – dobře viditelné pouhým okem.
Na radiálním řezu jsou dřeňové paprsky lesklé pruhy nebo stuhy umístěné napříč vlákny na tangenciálním řezu, jsou to tahy se špičatými konci nebo čočkovité pruhy umístěné podél vláken. Jehličnany mají dvakrát až třikrát méně jádrových paprsků než listnáče. Na radiálním řezu dřeva dub, buk, platan, habr a olše vytvářejí velmi krásný vzor.
Na průřezu tvrdého dřeva jsou vidět otvory – průřezy nádob, které vedou vlhkost. Pokud jsou velké cévy umístěny v souvislém prstenci v raném dřevě a malé jsou shromažďovány ve skupinách v pozdním dřevě, pak se takové dřevo nazývá prstencově cévní. Horniny, ve kterých jsou velké a malé cévy rozmístěny rovnoměrně po celé roční vrstvě, se nazývají roztroušeně cévnaté.
Barvu dřeva určují třísloviny, pryskyřice a barviva nacházející se v dutinách buněk. Může být bílá, červená, oranžová, růžová, žlutá, fialová, hnědá, černá, šedá s mnoha odstíny v závislosti na druhu, stáří stromu, místě a podmínkách jeho růstu a skladovacích podmínkách dřeva. Plné zabarvení se objeví až po dokončení povrchu a nanesení transparentního nátěru. Bez ošetření se barva změní.
Textura je přirozený vzor na řezu dřeva. Záleží na druhu dřeva a směru řezu: koncový řez vytváří soustředné kružnice, radiální – podélné pruhy, tangenciální – vinuté linie. Textura ovlivňuje dekorativní vlastnosti materiálu a je určena šířkou ročních vrstev, rozdílem v barvě raných a pozdních částí, přítomností medulárních paprsků, velkých cév a umístěním vláken. Jehličnany a měkká tvrdá dřeva mají jednodušší strukturu než tvrdá dřeva. Listnaté stromy dávají krásný vzor na radiálních a tangenciálních řezech, jehličnaté – na tangenciálních. Obzvláště zajímavou texturu mají karelská bříza a sibiřský modřín.
Hustota dřeva, tedy poměr jeho hmotnosti k objemu, závisí na druhu, vlhkosti (přímo úměrné) a podmínkách růstu stromu. Dokonce ani v různých částech stejného kmene se nemusí shodovat. Druhy se konvenčně dělí do tří skupin: nízká hustota (do 540 kg/m550) – borovice, smrk, jedle, cedr, topol, lípa, vrba, olše; střední hustota (740-750 kg/mXNUMX) – modřín, tis, bříza, buk, jilm, hruška, dub, jilm, javor, jabloň, jasan; vysoká hustota (XNUMX kg/mXNUMX a více) – akát bílý, bříza železná, habr obecný, zimostráz, dřín, jeřáb. Jeho síla závisí na hustotě dřeva, která se mění v rámci ročních vrstev: pozdní vrstva je dvakrát až třikrát silnější než raná.
Vlhkost (absolutní) dřeva je poměr hmotnosti vody nacházející se v daném objemu k hmotnosti absolutně suchého dřeva, vyjádřený v procentech. Jsou mokré, dlouhodobě ležící ve vodě (vlhkost nad 100%), čerstvě řezané (50-100%), suché na vzduchu, dlouhodobě skladované na vzduchu (15-20%, v závislosti na klimatických podmínkách a roční době ), komorové sušení (8-12 %) a absolutně suché (asi %) dřeva.
Změna vlhkosti s sebou nese změnu objemu a lineárních parametrů obrobku – jeho smrštění nebo bobtnání. Nerovnoměrné zmenšení nebo zvětšení velikosti v různých směrech a různých částech kmene může vést k deformaci a praskání výrobků. Trhlin se není třeba bát. Během prvního roku během procesu sušení začíná kulatina intenzivně praskat po celém svém povrchu. Poté je identifikována a rozšířena hlavní trhlina, která se zpravidla vyskytuje v místě porušení letokruhů (oblast tepelného zámku nebo kompenzačního řezu) a téměř všechny ostatní trhliny jsou stlačeny. Ve většině případů se polena opět vyrovná a vyhladí.
Když dojde k příčnému zkroucení, změní se tvar příslušné části obrobku. Při podélném směru se v důsledku rozdílu smrštění v radiálním a tangenciálním směru obrobek mění na délku, ohýbá se a získává tvar oblouku a šroubové plochy (křídlování). Část kmene, která se nachází blíže k jádru, je náchylnější k deformaci. Nejlepším prostředkem proti deformaci je správná instalace a skladování.
Při výběru materiálu je nutné vzít v úvahu jeho mechanické vlastnosti.
Tvrdost je schopnost dřeva odolávat pronikání tvrdších těles do něj. Záleží na hustotě dřeva a není v různých směrech stejná. Například tvrdost koncové plochy řezaného kmene listnáčů je o 30 % vyšší než u tangenciálních a radiálních a o 40 % vyšší než u jehličnatých stromů. Mezi měkké dřeviny patří smrk, borovice, cedr, jedle, jalovec, topol, lípa, osika, olše, kaštan, vrba; na tvrdé – modřín, bříza, buk, dub, jilm, jilm, jilm (bříza kůra), platan, jeřáb, javor, ořech, jasan, jabloň; pro velmi tvrdé – akát bílý, habr obecný, dřín, buxus, železná bříza, pistácie, tis.
Tvrdost dřeva závisí na mnoha faktorech: klimatických podmínkách, podílu pozdního dřeva v ročních vrstvách, místě, kde strom roste, a době těžby. Například zvýšení vlhkosti o 1 % snižuje mechanickou tvrdost o 3 % a tangenciální a radiální tvrdost o 2 %. Zvýšení množství pozdního dřeva zvyšuje hustotu a zlepšuje mechanické vlastnosti materiálu. Borovice, které rostly na suchém místě (rovné, vysoké kmeny), pevněji zakořeňují v bažinaté půdě.
Pevnost je schopnost materiálu odolávat destrukci a také nevratným změnám tvaru pod vlivem vnějšího zatížení. Existují meze pevnosti (momenty porušení vzorku) v tlaku, tahu, ohybu, kroucení a smyku. Jejich hodnoty do značné míry závisí na směru vláken v zatížené části. Pevnost v tlaku a v tahu napříč vlákny je tedy nižší než podél nich, přibližně 8krát a 20krát.
Klouzavost je schopnost dřeva oddělovat se (štěpit) podél vlákna působením klínu a zatížení. Tuto vlastnost je třeba vzít v úvahu při přípravě tenkohlavňového materiálu a při výběru dílů spojovaných hřebíky a šrouby. U tvrdého dřeva je odpor proti štěpení podél radiální roviny menší než podél tangenciální roviny, protože v prvním případě jádrové paprsky, které se shodují s rovinou štípání, usnadňují štípání. U jehličnatých druhů je tomu naopak – štěpení probíhá rychleji podél tečné roviny (podél méně pevného raného dřeva).
Samozřejmě každou z výše uvedených vlastností materiálu lze v různých případech považovat za výhodu i nevýhodu. Po studiu vlastností různých druhů dřeva je lidé začali používat selektivně ve vztahu k určitým specifickým účelům.