ZIP 1o
Materiałoznawstwo
Badanie drewna i materiałów drewnopodobnych
Wprowadzenie:
Lasy w Polsce zajmują około 29% powierzchni kraju, co stanowi obszar 9,1 mln ha. Znaczna
część tego areału to lasy państwowe, pozostała nale\y do osób prywatnych. Z uwagi na du\y
ubytek lasów, który miał miejsce w okresie I i II Wojny Światowej od 1945 r. trwają prace
nad zalesianiem lasów. Krajowy program zwiększania lesistości zakłada wzrost lesistości
do 30% w 2020 r. i do 33% w 2050 r. Przeciętny wiek lasu w Polsce wynosi 60 lat, natomiast
najczęściej występują drzewa w wieku od 40 do 80 lat.1
Drewno w gospodarce odgrywa istotną rolę, poniewa\ jest ono surowcem w pełni
odnawialnym i ulegającym biodegradacji. Co więcej, nie znaleziono dotąd jego idealnego
substytutu, choć np. w budownictwie jego rola w ostatnich latach się zmieniła. W \yciu
człowieka znalazło ono ponad 30 tysięcy zastosowań2, m.in. w meblarstwie, budownictwie,
kolejnictwie, galanterii, górnictwie, przemyśle papierniczym, energetyce, szkutnictwie, czy
w przemyśle chemicznej przeróbki drewna.
Drzewo to \ywa roślina drzewiasta, a wytworzony z niej po ścięciu surowiec nazywa się
drewnem. Choć w języku potocznym często pojęcia te stosuje się zamiennie, nale\y
pamiętać, \e dopiero ścięte drzewo staje się drewnem (surowcem).3
Wiele właściwości drewna jest ściśle związanych z jego budową.
Rys. 1a. Schemat budowy drzewa Rys. 1b. Nazwy części drzewa
yródło: http://www.akademia.marwlo.cad.pl/Mat_wyklad/Temat_09/Budowa_drewna1.pdf
1
Karpa (karpina) obejmuje korzenie razem z dolną zgrubiałą częścią pnia (szyją korzeniową).
Zadaniem korzeni jest transport wody z solami mineralnymi z gleby oraz wiÄ…zanie drzewa
z podło\em.
Pień natomiast składa się z: dolnej części ponad szyją korzeniową zwanej odziomkiem,
powy\ej którego znajduje się część środkowa, a nad nią wierzchołkowa pnia. Drzewa iglaste,
których gałęzie korony rozmieszczone są mniej lub bardziej symetrycznie tworzą strzałę
(pień). Szczególnie wyraznie strzała zaznaczona jest u takich gatunków jak: świerk, modrzew,
jodła, czy daglezja. Natomiast pień, który na pewnej wysokości rozdziela się na konary
i wyrastające z nich gałęzie, jak u drzew liściastych, to kłoda. Jedynie olsza z drzew
liściastych ma pokrój w postaci strzały.
Pień magazynuje i przewodzi substancje od\ywcze pobrane z gleby przez korzenie. Stanowi
on największą wartość techniczno-u\ytkową jako surowiec drzewny.
Pnie mogą mieć kształt zbli\ony do walca (pełne) lub do sto\ka (zbie\yste). Z kolei przekrój
poprzeczny pnia po ścięciu mo\e przybierać kształt koła, owalu, mo\e być te\ falisty, a nawet
nieregularny.3,4,5
Masa drzewa to przede wszystkim pień, który stanowi 50 90% objętości drewna oraz
gałęzie i korzenie, na które przypada 5 25% objętości. Z kolei wiek drzew np. iglastych
waha się od 300 do 400 lat, a gatunki drzew liściastych \yją jeszcze dłu\ej. Do najbardziej
długowiecznych nale\ą dęby, a do rosnących najszybciej topole (ju\ po 20 latach osiągają
wiek rębności). Większość gatunków nadających się na surowiec przemysłowy mo\e zostać
ścięta, gdy osiągnie wiek 40 60 lat.5
Budowa makroskopowa drewna:
Po ścięciu drzewa pod względem u\ytkowym najcenniejszy jest jego pień, a dokładniej
drewno pnia, które znajduje się między korą (ściślej łykiem) i rdzeniem. Właściwości
fizyczne i dekoracyjne pnia zmieniają się w zale\ności od 3 prostopadłych do siebie
przekrojów. Drewno jest zatem materiałem niejednorodnym i jego właściwości są ró\ne
w zale\ności od danego kierunku anatomicznego, wykazuje więc anizotropowość.
Zasadnicze przekroje anatomiczne pnia to:
- przekrój poprzeczny in. czołowy (ang. transversal section),
- przekrój podłu\ny promieniowy (ang. radial section),
- przekrój podłu\ny styczny (ang. tangenial section).
Rys. 2. Przekroje zasadnicze drewna
yródło: http://www.waldwissen.net/themen/holz_markt/wsl_woodanatomy_EN
2
Przekrój poprzeczny przebiega prostopadle do podłu\nej osi pnia i widoczne są na nim
pierścienie współśrodkowe zwane słojami rocznymi lub pierścieniami przyrostu. W samym
środku pnia znajduje się rdzeń, na zewnątrz od niego jest twardziel, często o ciemnym
zabarwieniu, a tu\ przy obwodzie pnia nieco jaśniejszy biel. Nie wszystkie jednak gatunki
drzew wykształcają twardziel, są to tzw. gatunki beztwardzielowe (brzoza, buk, grab, grusza,
klon, lipa, olcha, leszczyna). Natomiast gatunki twardzielowe posiadają twardziel, która nie
przewodzi wody, a jej wilgotność jest du\o ni\sza ni\ bielu (sosna, modrzew, dąb, wiąz,
jesion, akacja, wierzba, orzech, jabłoń, jodła i świerk).
Powstawanie słoi rocznych wynika z ró\nic klimatycznych panujących w ciągu roku.
Prowadzą one do nierównomiernego narastania tkanki drzewnej, tworząc wiosną warstwy
o innej strukturze ni\ latem, czy zimą. Stąd w obrębie jednego słoja rocznego tworzą się
warstwy drewna wczesnego i póznego. W naszej strefie klimatycznej w normalnych
warunkach powstaje jeden słój rocznie, dlatego na podstawie ich liczby na przekroju
poprzecznym mo\na określić wiek drzewa.
Ze względu na wyrazistość słojów rocznych drewno dzieli się na gatunki:
- pierścieniowonaczyniowe (dąb, jesion, wiąz),
- rozpierzchłonaczyniowe (lipa, brzoza, olcha, osika, grab), u których odgraniczenie
słojów rocznych jest trudne.
Natomiast ze względu na szerokość słojów drewno dzieli się na wąskosłoiste lub
szerokosłoiste.
Przekrój podłu\ny promieniowy biegnie przez środek pnia, a słoje roczne widoczne są na
nim w postaci równoległych do rdzenia pasm. Widać tu tak\e strefę bielu i twardzieli.
Przekrój podłu\ny styczny przebiega w pewnej odległości od środka pnia. Tu przyrosty
roczne są widoczne w postaci parabolicznych smug, które np. deskom nadają dekoracyjny
wygląd. Na tym przekroju nigdy nie widać rdzenia, a im odległość tego przekroju od rdzenia
jest mniejsza, tym bardziej przypomina on przekrój promieniowy.
Rys. 3a. Przekrój promieniowy drzewa Rys. 3b. Poszczególne warstwy przekroju
czołowego pnia: 1 rdzeń, 2 twardziel,
3 biel, 4 miazga i Å‚yko, 5 - kora
yródło: http://technikseiten.hsr.ch/fileadmin/technikseiten/Bibliotheken/Materialberichte/holz/Holz_2.pdf
Rdzeń znajduje się w samym środku pnia i stanowi jego oś fizjologiczną. Jest on porowaty,
gąbczasty, miękki i stanowi mało u\yteczną część pnia. Zbudowany jest z cienkościennych
komórek miękiszowych, które w początkowy stadium rozwoju drzewa są \ywe, następnie
3
obumierają i wypełniają się powietrzem. Średnica rdzenia u gatunków drzew iglastych
wynosi około 1 5 mm, a u drzew liściastych jest nieco większa. Rdzeń wraz z otaczającą go
warstwą drewna, zwanego drewnem pierwotnym są najsłabszą częścią pnia, dlatego
w wysokowartościowych sortymentach drewna jego obecność jest niedopuszczalna. Często
na przekroju czołowym widać wyrazne linie biegnące od rdzenia do kory, czyli promienie
rdzeniowe, których obecność przyczynia się do większej łupliwości drewna, a nadmierna ich
ilość jest często przyczyną pękania drewna.3,4,5,6,7,8
Skład chemiczny drewna:
Drewno składa się przede wszystkim ze zło\onych substancji organicznych, które są
głównym materiałem konstrukcyjnym błon komórkowych (ok. 95% s.m.). Błona komórkowa
drewna zbudowana jest głównie z celulozy (błonnika), która nadaje drewnu giętkość
i elastyczność. Celuloza jest substancją bezbarwną, włóknistą, nierozpuszczalną w wodzie
i większości rozpuszczalników organicznych, co więcej charakteryzuje się wysoką
wytrzymałością mechaniczną. Zawartość celulozy w drewnie waha się w zale\ności od
gatunku drzewa od 40 do 60%.
Rys. 4. Wzór strukturalny celulozy
yródło: Budowa i morfologia surowców i mas włóknistych, J. Surmiński, Wyd. AR, Poznań 2000
Obok celulozy w ścianach komórkowych występują równie\ hemicelulozy, które są lepiej od
niej rozpuszczalne. Hemicelulozy stanowią około 15% s.m. drewna.
Szkielet celulozowy jest przesycony i inkrustowany ligniną (drzewnikiem), która stanowi
lepiszcze usztywniajÄ…ce i utwardzajÄ…ce tkanki drewna. Lignina jest substancjÄ… bezpostaciowÄ…
o skomplikowanej budowie chemicznej i strukturalnej, które dotąd nie zostały dokładnie
poznane. W zale\ności od stopnia zdrewnienia i gatunku drewna ilość ligniny wynosi
26 30%.
Rys. 5. Struktura ligniny
yródło: K. Haider, S. Lim, W. Flaig, Holzforschung 18, 81-88 (1964)
4
Celuloza, hemicelulozy i lignina stanowią ok. 95% s.m. drewna. Pozostałe 5% przypada na
\ywice, garbniki, olejki eteryczne, skrobię, tłuszcze, alkaloidy i sole mineralne.3,4,6,7,8
Właściwości drewna:
Zalety i wady drewna są ściśle związane z jego budową, a jego właściwości mo\na
rozpatrywać jako:
a) dekoracyjne,
b) fizyczne,
c) mechaniczne,
d) chemiczne.
WAAÅšCIWOÅšCI DEKORACYJNE
Właściwości te zale\ą od barwy, połysku i rysunku drewna. Barwa drewna uzale\niona jest
od gatunku drzewa składników gleby oraz poło\enia geograficznego. W strefie klimatu
umiarkowanego drewno jest jasne, co pozwala na jego barwienie, np. poprzez bejcowanie.
Drewno gatunków beztwardzielowych jest jednolicie jasne. Im bli\ej równika, tym
zabarwienie drewna staje siÄ™ bardziej intensywne. Dlatego tak cenione za swoje walory
dekoracyjne sÄ… gatunki drzew tropikalnych (egzotycznych), np. czarne drewno hebanu,
ciemnobrÄ…zowe lub fioletowe palisandru, czy te\ brunatnoczerwone mahoniu.
Nale\y mieć na uwadze, \e barwa drewna zmienia się pod wpływem czynników
atmosferycznych (światła, wilgoci etc.) oraz działania grzybów. W wyniku procesów
utleniania barwa świe\o ściętego drzewa ciemniej, najwyrazniej widoczny jest ten proces
u olchy. Na barwę drewna mają tak\e wpływ garbniki, które w połączeniu z solami metali
powodują nawet jego czernienie (drewno dębu). Z kolei w wyniku pora\enia drewna
grzybami na drewnie powstaje sinizna lub czerwień bielu i twardzieli.
Barwa jest najczęściej charakterystyczną cechą danego gatunku drewna i jest cechą
pozwalającą na jego identyfikację. Barwę tę mo\na jednak zmieniać lub modyfikować
poprzez odpowiednie zabiegi techniczne, jak politurowanie, woskowanie, lakierowanie
i bejcowanie.
Połysk drewna jest uzale\niony od jego gatunku, rodzaju przekroju, gładkości, twardości
i sposobu wykończenia. W stanie naturalnym jednak drewno nie posiada wyraznego połysku.
Drewno drzew iglastych i miękkich liściastych pomimo wygładzenia powierzchni ma zawsze
słabszy połysk ni\ twarde drewno drzew liściastych. Połysk drewna jest związany przede
wszystkim od promieni rdzeniowych widocznych na przekroju stycznym i promieniowym
(dąb, buk, wiąz, platan). Połysk drewna mo\na w pewnym stopniu zmieniać stosując ró\ne
zabiegi wykańczania jego powierzchni, jak wygładzanie, lakierowanie lakierami
bezbarwnymi, woskowanie. W efekcie połysk nadają nanoszone warstwy lakieru lub wosku
odbijające światło.
Rysunek drewna tworzą słoje roczne, promienie rdzeniowe, układ włókien, sęki, a tak\e
barwa i połysk. Jest on związany z gatunkiem drewna, rodzajem przekroju i cechami
anatomicznymi drewna. Rysunek drewna jest bardziej urozmaicony u gatunków drzew
liściastych ni\ iglastych. Niektóre wady w budowie anatomicznej drewna, w niektórych
przypadkach stają się zaletą pod względem dekoracyjnym. Wpływają bowiem na piękniejszy
rysunek drewna wynikający np. z falistego lub zawiłego układu włókien, bądz ró\nego
rodzaju naroślami na pniu ( drewno barankowe jesionu, jaworu falistego, drewno
kędzierzawe jesionu węgierskiego, ptasie oczko jaworu i klonu).
5
Zapach drewna spowodowany jest zawartymi w nim \ywicami, olejkami eterycznymi,
garbnikami, tłuszczami itp. W zasadzie drewno wydziela słaby zapach, który zanika w miarę
jego wysychania. Są jednak niektóre gatunki o bardzo intensywnym zapachu, jak drewno
cedru (cedreli), jałowca wirginijskiego i in., które z uwagi na wydzielaną woń mogą być
stosowane do wyrobu np. skrzynek na cygara, cygarniczek, opraw ołówków. Istnieją równie\
gatunki bezwonne jak buk, świerk i jodła, które stanowią surowiec do wyrobu sprzętu
kuchennego, opakowań \ywności itp. 3,6,7,8
WAAÅšCIWOÅšCI FIZYCZNE
Masa drewna zale\y od ilości substancji drzewnej w danej jednostce objętości i od ilości
porów z zawartą w nich wodą oraz powietrzem. Gęstość (cię\ar objętościowy) drewna to
stosunek jego masy do objętości w stanie naturalnym (wraz z porami i zawartą w nich wodą
i powietrzem) wyra\ona w g/cm3 lub częściej w kg/m3. Gęstość ta zale\y od gatunku drewna
i jego wilgotności. Ze względu na ró\ną gęstość rozró\nia się 6 klas drewna:
a) drewno bardzo ciÄ™\kie > 0,80 g/cm3 (grab, cis, gwajak, heban, eukaliptus),
b) drewno cię\kie 0,71 - 0,80 g/cm3 (grochodrzew, buk, dąb, jesion, orzech, grusza, śliwa),
c) drewno umiarkowanie ciÄ™\kie 0,61 0,70 g/cm3 (brzoza, klon, jawor, modrzew, wiÄ…z),
d) drewno lekkie 0,51 0,60 g/cm3 (kasztanowiec, mahoń, jałowiec),
e) drewno umiarkowanie lekkie 0,41 0,50 g/cm3 (sosna pospolita, świerka, jodła, lipa,
olcha, osika, cedr, cyprys, teak),
f) drewno bardzo lekkie < 0,40 g/cm3 (topola, sosna wejmutka).
Gęstość substancji drzewnej (cię\ar właściwy) to masa określonej objętości drewna
z wyłączeniem porów i zawartości wody. Nie ma ona praktycznego znaczenia, poniewa\ dla
wszystkich gatunków drewna jest ona jednakowa i wynosi około 1,50 g/cm3.
Gęstość poszczególnych gatunków drewna jest wa\nym wskaznikiem właściwości
mechanicznych, bowiem drewno o du\ej gęstości charakteryzuje się du\ą wytrzymałością
mechanicznÄ….3,7,8, 9
Wilgotność drewna to stosunek masy wody zawartej w drewnie do masy drewna w stanie
zupełnie suchym wyra\ona w kg/kg lub w %. Wyró\nia się wilgotność względną, czyli
stosunek masy wody w drewnie do masy drewna wilgotnego oraz bezwzględną, która jest
stosunkiem masy wody w drewnie do masy drewna całkowicie suchego.
Drzewo zaraz po ścięciu ma ró\ną wilgotność wynoszącą 60 70%, na którą wpływa jego
rodzaj, wiek, rodzaj gleby, pora ścięcia i występowanie twardzieli. Na skutek składowania na
wolnym powietrzu drewno traci część zgromadzonej w nim wody. Kiedy osiągnie wilgotność
około 20 25% nazywane jest drewnem załadowczo-suchym, poniewa\ z utratą wody
zmniejsza się jego masa, co ułatwia transport. Drewno powietrzno-suche to takie, którego
wilgotność wynosi około 15%. W warunkach naturalnych, czyli podczas suszenia drewna
uło\onego w stosy jeszcze w lesie lub po jego przetarciu mo\na osiągnąć jedynie drewno
powietrzno-suche, a proces ten trwa nawet kilka lat. Obni\enie wilgotności drewna mo\liwe
jest jedynie na skutek sztucznego suszenia w suszarniach, gdzie temperatura i wilgotność
komory suszarniczej są odpowiednio dobrane. Suszenie sztuczne skraca czas suszenia z około
1 roku do 2 dni w przypadku desek świerkowych. Drewno do wyrobu przedmiotów u\ytku
domowego suszy się w suszarniach do wilgotności 8 10%. Natomiast drewno o zwartości
wody 0% to drewno bezwzględnie suche. W praktyce nie suszy się drewna do takiej
wilgotności, poniewa\ z uwagi na swoje właściwości higroskopijne podczas składowania i tak
osiągnie wilgotność ok. 8%. Wyró\nia się jeszcze wilgotność u\ytkową, która związana jest
6
z zastosowaniem i warunkami u\ytkowania danego drewna (stolarka meblowa
w pomieszczeniach z centralnym ogrzewaniem, pomieszczeniach ogrzewanych piecami,
stosowana na zewnątrz budynków i budownictwo wodne).3,4,7,8,9
Nasiąkliwość drewna związana jest z jego budową anatomiczną. Drewno lekkie zawierające
więcej porów i mniej zwartą strukturę wchłania więcej wody ni\ drewno cię\kie. Na
nasiąkliwość wpływa równie\ występowanie bielu, który jest bardziej nasiąkliwy ni\
twardziel, która jest zwarta i trudniej przepuszczalna.3
Przewodnictwo ciepła ( w W/m K) to zdolność drewna do przewodzenia ciepła, celem
wyrównania ró\nic temperatury w całym materiale. Wyra\a się ono współczynnikiem
przewodnictwa cieplnego, który mówi o tym, ile ciepła w ciągu 1 godziny przepływa przez 1
m2 powierzchni, kiedy odległość przeciwległych ścian wynosi 1 m, a ró\nica temperatur 1 K.
Drewno jest generalnie złym przewodnikiem ciepła, a właściwości te pogarszają się ze
spadkiem jego wilgotności. Im współczynnik przewodnictwa cieplnego jest mniejszy, tym
lepsze właściwości izolacyjne drewna. Dodatkowo im większa jest gęstość drewna, tym
większy współczynnik przewodzenia ciepła.3,7,9
Właściwości akustyczne drewna wykazują tylko niektóra gatunki drewna (świerk, jodła,
jawor, klon), z których wyrabia się np. instrumenty muzyczne. Drewno ze względu na
ró\nokierunkową budowę ma zdolność przewodzenia i tłumienia dzwięku. Największą
zdolność przewodzenia dzwięku ma drewno wzdłu\ włókien, a najmniejszą w kierunku
stycznym. Izolacyjność drewna uzale\niona jest od jego gęstości i porowatości. Drewno
o mniejszej gęstości jednocześnie jest bardziej porowate, co zwiększa jego izolacyjność.
Przewodnictwo elektryczne drewna jest stosunkowo niewielkie i wzrasta wraz ze wzrostem
wilgotności drewna. Drewno suche jest słabym przewodnikiem prądu elektrycznego, dlatego
mo\na stosować je jako izolator w elektrotechnice.3,7
WAAÅšCIWOÅšCI MECHANICZNE
Mają one du\y wpływ na u\ytkowość drewna, na ich podstawie mo\na określić do jakiej
obróbki i wyrobu jakich produktów nadaje się dane drewno. Właściwości mechaniczne
drewna wyra\ają współczynniki wytrzymałości na ró\ne działania mechaniczne, które
charakteryzują zdolność drewna do przeciwstawiania się działaniu zewnętrznych sił
odkształcających i niszczących. Wartości współczynników wytrzymałościowych drewna są
zale\ne od kierunku działania siły w stosunku do uło\enia włókien w drewnie
(anizotropowość). Wzdłu\ włókien wytrzymałość drewna jest większa, ni\ w kierunku
prostopadłym, co więcej twardziel jest bardziej wytrzymała ni\ biel.4,6,8
Wytrzymałość drewna na ściskanie jest to opór, jaki stawia drewno poddane działaniu sił
ściskających, którego miarą jest naprę\enie w MPa, przy którym następuje zniszczenie
badanej próbki. Przeciętna wytrzymałość drewna wzdłu\ włókien wynosi 39 49 MPa,
a w kierunku prostopadłym jest nawet do 10 razy mniejsza.
Wytrzymałość drewna na rozciąganie to inaczej opór, jaki stawia drewno pod wpływem
działa sił rozciągających, którego miarą jest naprę\enie w MPa, przy którym następuje
zniszczenie badanej próbki. Drewno jest bardziej wytrzymałe na rozciąganie wzdłu\ włókien
ni\ w poprzek. Średnia wytrzymałość drewna na rozciąganie wynosi wzdłu\ włókien
7
110 140 MPa. Nale\y zaznaczyć, \e obecność sęków i skręt włókien wyraznie obni\ają
wytrzymałość na rozciąganie.
Poza wymienionymi współczynnikami wytrzymałościowymi w drewnie wyznacza się
równie\ wytrzymałość na skręcanie oraz wytrzymałość na ścinanie.
Twardość drewna zale\y do jego gatunku. Jest ona wyra\ona przez opór jaki stawia drewno
ciałom wciskanym w jego powierzchnię. Ze względu na twardość drewno dzieli się na 6 klas:
a) bardzo miękkie osika, topola, wierzba, balsa, jodła, świerk, limba,
b) drewno miękkie brzoza, olcha czarna, jawor, lipa, sosna pospolita, modrzew, jałowiec,
daglezja, mahoń, platan,
c) drewno średnio twarde wiąz, orzech, sosna czarna,
d) drewno twarde dąb szypułkowy, jesion, grusza, jabłoń, wiśnia,
e) drewno bardzo twarde buk, grab, dąb bezszypułkowy, grochodrzew, palisander, cis,
bukszpan,
f) drewno twarde jak kość heban, gwajak, kokos, quebracho.3,4,7,8
WAAÅšCIWOÅšCI CHEMICZNE
Właściwości te wynikają ze składu chemicznego drewna, które stanowi podstawowy surowiec
do wyrobu mas włóknistych do produkcji papieru (celuloza). Drewno wykorzystywane jest
tak\e przez przemysł pirolizy drewna, który produkuje m.in. węgiel drzewny, gaz drzewny.
Natomiast na drodze chemicznej przeróbki drewna otrzymuje się terpentynę, kalafonię,
garbniki, barwniki, niektóre substancje lecznicze, olejki eteryczne, \ywice i wiele innych.
Z właściwościami chemicznymi związana jest równie\ wartość opałowa drewna, która dla
drewna powietrzno-suchego wynosi 3000 3800 kcal/kg.6,7
Wady drewna:
Określa się nimi wszelkie odstępstwa od regularnej budowy oraz normalnych właściwości
fizycznych i chemicznych. Do wad drewna zalicza się zarówno cechy wrodzone powstałe
podczas wzrostu drzewa, jak i nabyte po ścięciu oraz wszelkie uszkodzenia, których obecność
zmniejsza wartość u\ytkową drewna lub wręcz uniemo\liwia jego wykorzystanie. Wady
drewna i wyrobów z drewna dzieli się na grupy, rodzaje i odmiany.
Wyró\nia się następujące grupy wad:
a) sęki,
b) pęknięcia,
c) wady budowy drewna i zabarwienia,
d) pora\enia grzybami,
e) uszkodzenia,
f) wady kształtu,
g) wady przetarcia.
Sęki to nic innego jak części gałęzi wrośnięte w drewno. Posiadają one własny układ słojów
rocznych o wę\szych przyrostach i ciemniejszej barwie ni\ otaczające je drewno. Sęki
występują we wszystkich rodzajach drzew i wpływają negatywnie na właściwości
mechaniczne drewna. Wyró\nia się sęki otwarte i zamknięte. Sęki otwarte są widoczne na
powierzchni drewna, a zamknięte widoczne są jedynie jako zgrubienia, guzy lub
zmarszczenia kory.
8
Pęknięcia tworzą się na skutek rozerwania tkanki drzewnej wzdłu\ włókien w wyniku
pozyskiwania surowca, jego obróbki i wysychania. Wpływają one ujemnie na wydajność
materiałową i jakość materiałów, a tak\e obni\ają właściwości techniczne.
Do wad budowy zalicza się skręt włókien i ich falistość, wielordzenność, mimośrodowe
poło\enie rdzenia, czy występowanie pęcherzy \ywicznych. Odstępstwa od naturalnego
zabarwienia, czyli wady zabarwienia obejmujÄ… plamy i smugi twardzieli, czy zabarwienie
bielu.
Pora\enia grzybami wywołują siniznę i zgniliznę drewna, jego pleśnienie.
Do uszkodzeń, z kolei zalicza się obecność ciał obcych, zwęglenie, oddarcie kory, chodniki
owadów, uszkodzenia przez rośliny paso\ytnicze.
Wady kształtu to m.in. krzywizna, zgrubienie odziomkowe, spłaszczenie, rakowatość, czy
zbie\ystość.
Rys. 6. Wady drewna
yródło: Praca zbiorowa, Towaroznawstwo Artykułów Przemysłowych, PWE Warszawa 1961 r.
9
Wa\niejsze gatunki drewna:
Sosna (Pinus) jest najpospolitszym drewnem w Polsce. Jej drewno jest twardzielowe
\ywiczne, biel jasno\ółta, a twardziel brunatnoczerwona. Posiada wyrazne usłojenie, jednak
promienie rdzeniowe są niewidoczne gołym okiem. Drewno po ścięciu zaczyna ciemnieć na
skutek utleniania.
Rys. 7. Przekrój styczny i promieniowy drewna sosny
yródło: http://www.eurostyl.net.pl/84,o_drewnie_slow_kilka.html
Gęstość drewna wynosi 0,52 g/cm3; jest drewnem średnio cię\kim o dobrych właściwościach
mechanicznych. Cechuje je trwałość na powietrzu i w wodzie z uwagi na du\ą zawartość
\ywicy, dobra łupliwość, łatwość obróbki skrawaniem i wykończeniowej; biel daje się łatwo
nasycać, w odró\nieniu od twardzieli.
Drewno sosny wykorzystywane jest jako drewno kopalniane, celulozowe, tartaczne, do
wyrobu sklejki, płyt stolarskich, półfabrykatów meblowych i na elementy konstrukcyjne
stolarki budowlanej.
Świerk (Picea) zajmuje drugie miejsce po sośnie. Drewno świerka jest białe z odcieniem
jasno\ółtym, a twardziel nie zabarwiona. Drewno przewa\nie szerokosłoiste z wyraznymi
słojami rocznymi i słabo \ywiczne. Jedynie gatunki północne i wysokogórskie są
wąskosłoiste z uwagi na warunki klimatyczne.
Rys. 8. Przekrój promieniowy i styczny drewna świerka
yródło: http://www.eurostyl.net.pl/84,o_drewnie_slow_kilka.html
Gęstość drewna wynosi 0,43 g/cm3, a gęsto; jest drewnem umiarkowanie lekkim o dość
dobrych właściwościach mechanicznych. Oznacza się dobrą łupliwością, ale jego obróbka
skrawaniem jest trudna, dobrze się barwi, choć trudniej nasyca impregnatami. Drewno
wąskosłoiste i o falistym układzie włókien ma dobre właściwości rezonansowe.
Świerk jest cennym surowcem do wyrobu mas celulozowych i materiałów tartych.
Wykorzystuje się go tak\e w przemyśle zapałczanym, na obłogi i wełnę drzewną,
półfabrykaty meblowe i elementy konstrukcyjne stolarki budowlanej, a tak\e wyroby
galanterii drzewnej oraz drewniane instrumenty muzyczne.3,7,8
Jodła (Abies) posiada drewno twardzielowe o nie zabarwionej twardzieli, jego barwa jest
biała z szarym odcieniem, nieco podobne do świerka, ale w odró\nieniu od niego matowe.
Nie jest drewnem \ywicznym, ma wyrazny rysunek słojów rocznych.
10
Rys. 9. Przekrój promieniowy drewna jodły
yródło: http://www.itd.poznan.pl/pl/index.php?id=53
Gęstość drewna wynosi 0,45 g/cm3; jest umiarkowanie lekkie, łupliwe i trwałe w wodzie.
Wadą drewna jodłowego jest skłonność do pękania i paczenia. Jest trudniejsze w obróbce
skrawaniem, choć łatwiejsze w obróbce wykończeniowej. Cechują je średnie właściwości
mechaniczne.
Jodła znalazła zastosowanie w budownictwie (mosty drewniane), jako surowiec w przemyśle
celulozowo-papierniczym, a tak\e na materiały tarte i skrawane. Z drewna jodłowego
rodukuje się półfabrykaty meblowe i elementy konstrukcyjne stolarki budowlanej, a tak\e
wyroby galanterii drzewnej oraz drewniane instrumenty muzyczne.3,7
DÄ…b (Quercus) jest cennym surowcem drzewnym, jego twardziel jest brunatna z uwagi na
znaczne ilości garbnika, przez co odznacza się du\ą trwałością. Świe\o ścięte drewno dębu
ma charakterystyczny kwaśny zapach. Słoje roczne i promienie rdzeniowe są dobrze
widoczne. Kolor bielu jest \ółtobiała, a twardzieli brunatna.
Rys. 10. Przekrój styczny i promieniowy drewna dębu
yródło: http://www.eurostyl.net.pl/84,o_drewnie_slow_kilka.html
Gęstość drewna dębu wynosi 0,69 g/cm3; jest drewnem giętkim i sprę\ystym, jest
umiarkowanie cię\ka lub cię\ka, odznacza się dobrą łupliwością. Biel jest nietrwały
i nieu\yteczny. Dąb o drewnie wąskosłoistym jest miękki i łatwy w obróbce skrawaniem, za
to dąb szerokosłoisty jest twardy i ma dobre właściwości mechaniczne, ale jest trudne
w obróbce skrawaniem. Jego twardziel trudno się nasyca, w przeciwieństwie do bielu. Pod
wpływem działania wody kamienieje i ciemnieje.
Głównie stosuje się drewno dębu w budownictwie lądowym i wodnym, do produkcji
materiałów tartych i skrawanych oraz na okleiny, deszczułki posadzkowe. Znalazło równie\
zastosowanie w meblarstwie, do produkcji beczek winnych, koniakowych i piwnych oraz
kadzi dla przemysłu fermentacyjnego i chemicznego.
Buk (Fagus) ma drewno beztwardzielowe białe z odcieniem lekko ró\owym, które staje się
ciemniejsze z upływem czasu. Charakterystyczna jest często występująca fałszywa twardziel
11
o szarobrunatnym zabarwieniu. Drewno bukowe posiada wyraznie widoczne słoje roczne
i promienie rdzeniowe, które na przekroju podłu\nym widoczne są jako charakterystyczne
lśniące błyszczyki.
Rys. 11. Przekrój styczny drewna bukowego
yródło: http://www.idealne-schody.pl/gatunki_drewna.htm
Gęstość drewna bukowego wynosi 0,72 g/cm3; jest ono cię\kie i twarde o dobrych
właściwościach mechanicznych. Jest jednak trudno łupliwe i trudne w obróbce skrawaniem,
z uwagi na silne kurczenie się i pękanie. Trudno poddaje się barwieniu i wykańczaniu
powierzchni (np. lakierowaniu, bejcowaniu itp.). W odpowiednich warunkach wilgotności
i temperatury daje się łatwo wyginać (gięte części mebli).
Jest drewnem bezzapachowym dlatego stosuje się je do wyrobu przedmiotów kuchennych,
opakowań produktów spo\ywczych. Wytwarza się z niego równie\ deszczułki posadzkowe,
obłogi, sklejki, okleiny, forniry, drewno warstwowe (lignofol) i drewno prasowane
(lignoston).
Brzoza (Betula) posiada drewno białe beztwardzielowe, ze złocistym odcieniem. Słoje roczne
nie sÄ… tak wyrazne. CechÄ… charakterystycznÄ… drewna sÄ… liczne plamki rdzeniowe.
Rys. 12. Przekrój styczny drewna brzozy
yródło: http://www.idealne-schody.pl/gatunki_drewna.htm
Gęstość drewna brzozy wynosi 0,65 g/cm3; jest średnio cię\kie i średnio twarde. Jest za to
łupliwe o dobrych właściwościach mechanicznych zwłaszcza na rozerwanie, ma stosunkowo
małą twardość. Drewno brzozy nie paczy się, jest łatwe w obróbce skrawaniem i podatne na
obróbkę plastyczną. Poza tym łatwo się barwi i lakieruje.
Znalazło zastosowanie na materiały tarte i skrawane, na półfabrykaty mebli szkieletowych, do
wyrobu sklejki i galanterii drzewnej (narty, instrumenty muzyczne).3,7,8
Grab (Carpinus) ma drewno beztwardzielowe z odcieniem szarobiałym, o słabo widocznym
usłojeniu. Słoje roczne są niewyrazne, natomiast widoczne są promienie rdzeniowe na
przekroju promieniowym. Czasem spotyka się szarobrunatną fałszywą twardziel.
12
Rys. 13. Fragment podłogi wykonanej z drewna grabu
yródło: http://www.podlogi-katowice.pl/gatunki-drewna/grab-2.html
Gęstość drewna grabu wynosi 0,83 g/cm3; jest bardzo cię\kie, twarde i trudno łupliwe, ale
o dobrych właściwościach mechanicznych. Dobrze przyjmuje barwniki i materiały
lakiernicze, wykazuje du\ą kurczliwość. Drewno to jest trudne w obróbce skrawaniem,
poniewa\ łatwo się wyłupuje.
Stosuje się je jako drewno narzędziowe, generatorowe i na materiały tarte, a tak\e jako
półfabrykaty do wyrobu części maszyn, deszczułki posadzkowe i galanterię drzewną.3,7
Jesion (Fraxinus) dostarcza bardzo cennego surowca z uwagi na rysunek słojów rocznych
i właściwości mechaniczne. Jest to drewno twardzielowe o nie zabarwionej jasno\ółtej lub
brązowej twardzieli i wąskim bielu. Słoje roczne są wyrazne, widać te\ du\e naczynia
w strefie drewna wczesnego. Promienie rdzeniowe sÄ… najwyrazniej widoczne na przekroju
promieniowym, ale niewidoczne na przekroju stycznym.
Rys. 14. Przekrój styczny drewna jesionu
yródło: http://www.idealne-schody.pl/gatunki_drewna.htm
Gęstość drewna jesionu wynosi 0,69 g/cm3; posiada dobre właściwości mechaniczne, które
zale\ne są od gatunku. Jest to drewno twarde, średnio cię\kie, trudno łupliwe, za to giętkie,
sprę\yste i wytrzymałe. Drewno jesionu jest łatwe w obróbce skrawaniem i gięciem, dobrze
siÄ™ poleruje i polituruje, ale zle barwi.
Zastosowanie jest podobne jak w przypadku dębiny, wyrabia się z niego okleiny, deszczułki
posadzkowe, sprzęt sportowy i gimnastyczny, a tak\e półfabrykaty do wyrobu elementów
mebli.
Olcha (Alnus) dostarcza drewna beztwardzielowego o zabarwieniu białym, które po ścięciu
czerwienieje. Słoje roczne są raczej niewyrazne, czasem występuje fałszywa twardziel
z odcieniem szarobrunatnym. Liczne brunatne plamki rdzeniowe sÄ… cechÄ… charakterystyczna
olszyny.
13
Rys. 15. Przekrój promieniowy drewna olchy
yródło: http://hurt-meb.pl/wybarwienia.html
Gęstość drewna olchowego wynosi 0,65 g/cm3; drewno to jest lekkie i miękkie oraz dość
łupliwe i kruche. Jest wyjątkowo trwałe w wodzie i nie paczy się. Podobnie jak drewno dębu
w wodzie kamienieje. Dobrze przyjmuje barwniki i lakiery.
Z uwagi na lepszą trwałość w wodzie ni\ na powietrzu stosuje się drewno olchy
w budownictwie wodnym, do produkcji sklejek i obłogów, w meblarstwie, do produkcji
modeli odlewniczych, części maszyn, galanterii drzewnej, do wyrobu ołówków, wieszaków
na ubrania i wełny drzewnej.3,7,8
Lipa (Tilia) ma drewno biało\ółte o niewyraznych słojach, z kolei o licznych i widocznych
promieniach rdzeniowych, szczególnie na przekroju stycznym. Drewno lipy ma silny
srebrzysty połysk.
Rys. 16. Przekrój styczny drewna lipy
yródło: http://www.itd.poznan.pl/pl/index.php?id=58
Gęstość drewna lipy wynosi 0,53 g/cm3; drewno jest miękkie, lekkie o stosunkowo dobrych
właściwościach mechanicznych, średnio łupliwe i o du\ej kurczliwości, ale bez skłonności do
pękania lub paczenia. Drewno lipy jest łatwe w obróbce skrawaniem i obróbce
wykończeniowej.
Głównie jest to drewno modelarskie i snycerskie. Wykorzystuje się je tak\e do wyrobu mebli,
modeli odlewniczych, instrumentów muzycznych (części fortepianów), na sklejki, okładziny
ołówkowe, skrzynki, pudełka do cygar, sprzęty domowe i kuchenne, drewniaki (obuwie),
zabawki, węgiel rysunkowy i węgiel do wyrobu prochu strzelniczego.3,7
Klasyfikacja materiałów drzewnych:
Drzewo po ścięciu w lesie zostaje poddane pierwszej obróbce ju\ na miejscu. Zostaje ono
pozbawione z gałęzi i dzieli się je na odpowiednie sortymenty o określonych wymiarach,
14
jakości i przeznaczeniu. Z kolei grupy sortymentów o podobnych właściwościach drewna to
asortymenty. BiorÄ…c pod uwagÄ™ rodzaj drewna dzieli siÄ™ je na:
- drewno iglaste,
- drewno liściaste,
- drewno krzewów.
Natomiast ze względu na postać wyró\nia się:
- drewno okrągłe (od naturalnego kształtu),
- drewno Å‚upane,
- drewno rozdrobnione.
Poza opisanymi wcześniej podziałami istnieje jeszcze wiele innych w zale\ności od
przyjętego kryterium podziału. Przykładowo ze względu na metodę produkcji drewno dzieli
siÄ™ na podstawowe grupy :
1. materiały okrągłe,
2. materiały ciosane,
3. materiały łupane,
4. materiały tarte,
5. materiały skrawane,
6. drewno ulepszone i tworzywa drzewne.10
Poszczególne sortymenty drewna są podzielone na grupy ze względu na ich wymiary.
Tabela 1. Nazwy i symbole sortymentów drewna (wg PN-85/D-02002)
Grupa Nazwa sortymentu Symbol literowy
drewno tartaczne T
drewno Å‚uszczarskie A
drewno sklejkowe S
drewno zapałczane Z
sortymenty wielkowymiarowe (W) drewno okleinowe F
drewno rezonansowe R
drewno na prowadniki szybowe PS
słupy teleenergetyczne E
słupy chmielowe SC
drewno kopalniakowe K
drewno na stemple budowlane SB
papierówka C
szczapy i wałki u\ytkowe U
szczapy i walki opałowe O
\erdzie do produkcji płyt \p
sortymenty średniowymiarowe (Ś) \erdzie ogólnego przeznaczenia \o
paliki pa
słupki sł
kołki faszynowe zwykłe kfz
karpina przemysłowa kp
karpina opałowa ko
odpady zrębowe oz
kolki faszynowe wegetatywne kfw
faszyna fa
tyczki do produkcji płyt tp
tyczki ogólnego przeznaczenia to
gałęzie do produkcji płyt gp
sortymenty małowymiarowe (M) gałęzie opałowe go
chrust brzozowy hutniczy chh
chrust brzozowy miotlarski chm
chrust opałowy cho
zrębki z
choinki chi
yródło: J. Szczuka, J. śurowski, Materiałoznawstwo Przemysłu Drzewnego, WSiP - Warszawa 1995 r.
15
Tabela 2. Podział materiałów drzewnych na sortymenty wymiarowe i u\ytkowe
Sortymenty drewna Sortymenty drewna
Grupa materiałów drzewnych
wg wymiarów granicznych wg wykorzystania
dłu\yce
- drewno tartaczne
kłody
- drewno na prowadniki szybowe
wyrzynki
- drewno rezonansowe
- drewno beczkowe świerkowe i jodłowe
\erdzie
- drewno okleinowe
tyczki
- drewno sklejkowe
laski
- drewno zapałczane
- drewno na wełnę drzewną
szczapy (przełupane)
- szczapy i wałki u\ytkowe
wałki
- drewno do wyrobu płyt pilśniowych
chrust
- drewno do wyrobu płyt wiórowych
materiały okrągłe
- drewno celulozowo-papiernicze
karpina
- drewno do suchej destylacji
- karpina przemysłowa
- drewno i kora do ekstrakcji garbników
- kopalniaki i drewno kopalniakowe
- drewno na stemple budowlane
- pale fundamentowe
- słupy teletechniczne
- słupy chmielowe
- \erdzie i tyczki
- drewno opałowe
deseczki nieobrzynane
- tarcica z drzew iglastych
deski nieobrzynane
- tarcica z drzew liściastych
bale nieobrzynane
- materiały nawierzchni kolejowej
deski okorkowe
- materiały podłogowe
deseczki obrzynane
- fryzy i deszczułki posadzkowe
deski obrzynane
- płyty mozaikowe
bale obrzynane
- deski i bale podłogowe z drzew iglastych
Å‚aty
- listwy przyścienne
krawędziaki
- tarcica wagonowa
belki
- tarcica okrętowa
- tarcica lotnicza
materiały tarte
deski zbie\yste obrzynane
- półfabrykaty tarte do wyrobu stolarki budowlanej
- półfabrykaty stolarki meblowej
- bukowe półfabrykaty do wyrobu mebli giętych
- półfabrykaty do wyrobu maszyn rolniczych
- tarcica rezonansowa
- deski okorkowe kopalniane
- eksportowe materiały tarte
- odpady drzewne do wyrobu masy celulozowej
- odpady do wyrobu płyt pilśniowych
- kostka brukowa
- bale ciosane
materiały ciosane
- dranice
materiały łupane
- gonty Å‚upane
- okleiny (in. forniry)
- obłogi (in. forniry)
materiały skrawane
- wełna drzewna
- sklejki
- płyty stolarskie
- drewno warstwowe (np. lignofol)
drewno ulepszone
- drewno ścieśnione (np. lignoston)
i tworzywa drzewne
- płyty pilśniowe
- płyty wiórowe
- płyty wiórkowo-mineralne
yródło: Opracowanie własne wg J. Chudobiecki, Towaroznawstwo Drzewne, wyd. AR Poznań 1972 r.
16
Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z wybranymi gatunkami drewna krajowego oraz ich
właściwościami fizycznymi i mechanicznymi.
1. Identyfikacja drewna na podstawie oceny organoleptycznej
Zasada metody polega na określeniu na podstawie barwy i rozło\enia słojów rodzaj drewna.
2. Oznaczanie gęstości drewna metodą wagową
Gęstość drewna jest to stosunek masy drewna do jego objętości w stanie określonej
wilgotności lub w stanie całkowicie suchym. Do celów naukowo-badawczych określa się
gęstość drewna w gramach na centymetr sześcienny (g/cm3), w praktyce natomiast najczęściej
w kilogramach na metr sześcienny (kg/m3).
W badaniach laboratoryjnych znane są pojęcia:
- umownej gęstości drewna (to stosunek masy drewna w stanie całkowicie suchym do jego
objętości w stanie maksymalnego spęcznienia)
- gęstości drewna w stanie całkowicie suchym (to stosunek masy całkowicie suchego
drewna do jego objętości przy tej samej wilgotności)
Gęstość poszczególnych rodzajów drewna jest wa\nym wskaznikiem jego właściwości
mechanicznych; bowiem drewno o du\ej gęstości ma du\ą wytrzymałość mechaniczną.
Zasada metody polega na zwymiarowaniu i zwa\eniu danej próbki drewna i określenia jego
gęstości.
Materiał badawczy: próbki ró\nych gatunków drewna
Sprzęt laboratoryjny: piła do drewna, suwmiarka, waga analityczna
Etapy postępowania:
1. Z podanej próbki drewna wyciąć kawałki o wymiarach 2 x 2 x 2 cm lub 2 x 3 x3 cm
(mo\na u\yć całą próbkę otrzymaną do badań i zwymiarować).
2. Następnie próbkę zwa\yć na wadze analitycznej z dokładnością do 0,01g.
3. Obliczyć gęstość ze wzoru:
G0 GW
d0 = dW =
V0 VW
gdzie:
d0 gęstość drewna w stanie całkowicie suchym w g/cm3
dw gęstość drewna o wilgotności W (%) w g/cm3
G0 masa próbki całkowicie suchej w gramach
Gw masa próbki o wilgotności W (%) w gramach
V0 objętość próbki całkowicie suchej w cm3
Vw objętość próbki o wilgotności W (%) w cm3
4. Wynik podać jako średnią z kilku oznaczeń.
17
3. Oznaczanie wilgotności drewna metodą suszarko-wagową
Zasada metody polega na zwa\eniu próbki drewna w czasie jej trwania oraz po suszeniu do
stałej masy i wyznaczeniu ubytku masy wyra\onej w procentach
Materiał badawczy: próbki ró\nych gatunków drewna
Sprzęt laboratoryjny: piła do drewna, suwmiarka, waga analityczna
Etapy postępowania:
1. Z podanego materiału drewna wyciąć 3 próbki o wymiarach 20 x 20 x 20 mm lub 20 x
30 x30 mm i odpowiednio ponumerować (lub u\yć z poprzedniego oznaczenia).
2. Zwa\yć na wadze analitycznej z dokładnością do 0,001g.
3. Wło\yć próby do suszarki laboratoryjnej i suszyć do stałej masy w temperaturze
100Ä…5°C.
4. Próby studzić w eksykatorze przed ponownym wa\eniem.
5. Próbki uwa\a się za zupełnie suche, je\eli dwa kolejno po sobie następujące wa\enia,
wykonane w odstępie 2 godzin, wyka\ą ró\nicę masy nie większą ni\ 1%.
6. Wilgotność W oblicza się w procentach według wzoru:
G1 - G2
W0 = Å"100
G2 - G
gdzie:
W0 wilgotność bezwzględna próbki w procentach
G masa naczynka wagowego w gramach
G1 masa naczynka wagowego z próbką przed suszeniem w gramach
G2 masa naczynka wagowego z próbką po wysuszeniu w gramach
7. W sprawozdaniu wynik podać jako średnią z dwóch równoległych oznaczeń z
dokładnością do 0,1%.
4. Oznaczanie impregnacji drewna metodÄ… moczenia
Impregnacja metodą moczenia jest jednym z prostszych i częściej spotykanych sposobów
zabezpieczania drewna przed czynnikami niszczącymi. Skutecznością podobna jest do
metody powlekania lub opryskiwania, znajdujÄ…c szerokie zastosowanie w impregnacji drewna
budowlanego. Efekt kąpieli uzale\niony jest od wielu ró\norodnych parametrów, z których
najwa\niejsze to rodzaj i wilgotność drewna, charakter i właściwości impregnatu, temperatura
i czas kÄ…pieli, itp.
Metoda kąpieli gorąco-zimnej nale\y do bardziej skutecznych sposobów impregnacji drewna,
efektami nie ustępuje niekiedy metodom ciśnieniowym. Przy swojej wysokiej skuteczności
cechuje się jednocześnie prostotą stosowanych urządzeń.
Zasada metody polega na zwa\eniu próbki drewna przed i po impregnacji i podaniu ilości
wchłoniętego roztworu impregnatu w g/m2 drewna.
Zasada metody kÄ…pieli gorÄ…co-zimnej opiera siÄ™ na ogrzewaniu drewna w gorÄ…cym
impregnacie i studzeniu ogrzanego w ten sposób drewna w zbiorniku zawierającym ten sam
impregnat o temperaturze 20°C.
18
Materiał badawczy: próbki ró\nych gatunków drewna
Sprzęt laboratoryjny: piła do drewna, suwmiarka, waga analityczna, zlewki o pojemności 400
ml, szalki Petriego, siatka ogrodowa, odwa\niki, termometr do 100°C, ołówek,
Odczynniki: 10% roztwór impregnatu do drewna
Etapy postępowania:
1. Pobrać do badań 3 klocki tego samego rodzaju drewna.
2. Próbki odpowiednio oznaczyć (ołówkiem).
3. Zwa\yć ka\dy z osobna na szalce Petriego na wadze z dokładnością do 0,01g oraz
zwymiarować.
4. Klocki umieścić pod obcią\eniem w zlewkach z roztworem impregnacyjnym zimnym
i gorącym w następujących warunkach:
Parametry impregnacji
KÄ…piel gorÄ…ca KÄ…piel zimna
Wariant
temp. °C czas (min) temp. °C czas (min)
I 90 40 20 30 sek
II 50 40 20 30
III 20 90
5. Klocki umieszczone w podwy\szonej temperaturze po zakończeniu czasu impregnacji
nale\y ostudzić w zimnym roztworze impregnacyjnym (około 15 minut).
6. Po zakończonym zabiegu klocki powierzchniowo osuszyć za pomocą bibuły i zwa\yć
na szalce Petriego celem oznaczenia ilości wchłoniętego roztworu.
Ilość wchłoniętego przez ka\dą próbkę roztworu impregnacyjnego podać w g/m2 drewna.
5. Oznaczanie chropowatości metodą Fleminga
Zasada metody polega na nanoszeniu na badaną odmierzonej ilości określonej cieczy, którą
się następnie rozprowadza po tej powierzchni i mierzy wielkość powstałej plamy. Im
mniejsza jest chropowatość powierzchni, tym większa powstaje plama.
Materiał badawczy: płyta wiórowa, płyta pazdzierzowa, próbki ró\nych gatunków drewna
Sprzęt laboratoryjny: piła do drewna, suwmiarka, strzykawka, folia polietylenowa, wałek,
liniał.
Odczynniki: szkło wodne (o gęstości 1,4g/cm3 i lepkości 345-385 cP)
19
Etapy postępowania:
1. Na badaną powierzchnię materiału (płyta wiórowa, pazdzierzowa lub drewno) nanieść
za pomocą strzykawki 0,2 cm3 szkła wodnego.
2. Przykryć naniesioną kroplę folią polietylenową i za pomocą wałka rozprowadzić szkło
wodne tak, aby uzyskać plamę o kształcie zbli\onym do elipsy.
3. Pomierzyć linijką długość większej i mniejszej osi powstałej plamy z dokładnością do
0,1 cm.
4. Powierzchnię plamy wyliczyć ze wzoru:
F = 0,785 · a · b
gdzie:
F powierzchnia plamy, cm2
a długość osi większej, cm
b długość osi mniejszej, cm
5. Wykonać trzy pomiary chropowatości, a następnie wyliczyć wartości średnie.
6. Oznaczanie wpływu nawil\ania powierzchni na zmianę jej chropowatości
W procesie przygotowania powierzchni drewna i tworzyw drzewnych do malowania oraz
oklejania, podczas nakładania na nie powłok lakierowych i oklejania, podło\e zostaje
zwil\one wodnymi roztworami kleju, barwnikami i rozpuszczalnikami, rozcieńczalnikami
wyrobami lakierowymi. Pod wpływem tych cieczy zewnętrzne warstwy podło\a pęcznieją,
skutkiem czego następuje zwiększenie chropowatości powierzchni.
Materiał badawczy: płyta wiórowa, płyta pazdzierzowa, próbki ró\nych gatunków drewna
Sprzęt laboratoryjny: piła do drewna, suwmiarka, strzykawka, folia polietylenowa, wałek,
liniał.
Odczynniki: woda, nafta, rozcieńczalnik do wyrobów nitrocelulozowych, octan etylu, szkło
wodne (o gęstości 1,4g/cm3 i lepkości 345-385 cP)
Etapy postępowania:
1. Nanieść pędzlem na powierzchnię badanego materiału wybrane ciecze (np. woda,
rozcieńczalnik do wyrobów nitrocelulozowych, naftę)
2. Po wchłonięciu cieczy przez podło\e lub po jej odparowaniu zmierzyć ponownie
chropowatość podło\a metodą Fleminga.
20
LITERATURA
1
http://www.lasy.gov.pl/o_lasach/polskie_lasy
2
http://www.lasy.gov.pl/dzialalnosc_rynkowa/drewno_surowiec_doskonaly
3
J. Szczuka, J. śurowski, Materiałoznawstwo Przemysłu Drzewnego, WSiP - Warszawa 1995 r.
4
W. Glazer, Technologia i towaroznawstwo część II, PWSZ 1972 r.
5
J. Surmiński, Budowa i Morfologia Surowców i Mas Włóknistych, wyd. AR Poznań 2000 r.
6
W. Nalepa, Artykuły Przemysłowe, PWE Warszawa 1986 r.
7
M. Mysona, Towaroznawstwo Artykułów Przemysłowych, PWE Warszawa 1968 r.
8
Praca zbiorowa, Towaroznawstwo Artykułów Przemysłowych, PWE Warszawa 1961 r.
9
M. Aawniczak, Zarys Hydrotermicznej i Plastycznej Obróbki Drewna, wyd. AR Poznań 1995 r.
10
J. Chudobiecki, Towaroznawstwo Drzewne, wyd. AR Poznań 1972 r.
21
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
713[05] Z2 05 Wykonywanie okładzin z drewna i materiałów drewnopochodnychDrewno i materiały drewnopodobneDrewno i materiały drewnopochodneSymbol Zaglady, materia cierpienia Drzewo i drewno T RóżewiczaPołączenia klejowe nienośnych elementów z drewna i materiałów drewnopochodnychDREWNODrewno klasy drewnaDREWNO13 masz drewno008 drewnodrewno198111 cw drewno bzdrewno ściąga wzorydrewno tabelkiwięcej podobnych podstron