Jak zjistit tvrdost dřeva?
Které dřevo je vhodné pro výrobu nábytku a jiných interiérových předmětů a které je vhodné pro vnější a vnitřní dekorace stěn? Co je nejlepší vybrat, bude záviset na vlastnostech každého konkrétního plemene. V tomto článku se podíváme na jeden z ukazatelů, který ovlivňuje rozsah použití materiálu. Bavíme se o tvrdosti dřeva.
Co je index tvrdosti a jak se měří?
Tvrdost neboli pevnost označuje mechanické vlastnosti dřeva, přesněji řečeno jeho schopnost odolávat destrukci způsobené vnějšími vlivy. Čím vyšší je síla, tím silnější strom snese.
Populární metoda, kterou se měří pevnost dřeva, se nazývá Brinellova metoda. To je podstata toho. Do řeziva se lisem vtlačí kovová koule o průměru 10 mm. Během procesu se upravuje přítlačná síla – je srovnatelná s hmotností 100 kg. Dále se změří hloubka otisku vytvořeného kuličkou a pomocí speciálního vzorce se vypočítá index tvrdosti. Jeho měrnou jednotkou je 1 HB.
Co určuje tvrdost dřeva?
Hodnotu tohoto ukazatele ovlivňuje několik faktorů.
- Vlhkost. Strom pěstovaný v suchých podmínkách je tvrdší než rostliny z bažinatých půd.
- Stáří. Mladí zástupci flóry jsou ve srovnání se vzrostlými stromy měkčí a poddajnější.
- Podmínky pěstování. Bylo zjištěno, že síla dřeva ze severních zeměpisných šířek výrazně převyšuje sílu jeho jižních „bratrů“.
- Plocha dřeva vybraného pro těžbu. Dřeň je v tvrdosti horší než kůra.
- Metoda řezání. Existují koncové, tangenciální a radiální řezy.
Je důležité pochopit, že dopad na dřevěné výrobky se liší. Například pevnost dřeva v tlaku podél vlákna je mnohem vyšší, než když je tlaková síla aplikována přes vlákno.
Výhody a nevýhody tvrdého dřeva
Jak víte, dokonalé materiály neexistují. Vždy bude něco „plus“ a něco „mínus“. Totéž platí pro tvrdé kameny. Jaké jsou jejich silné a slabé stránky?
- výrobky nevyžadují další impregnaci;
- panely jsou odolné proti opotřebení a trvanlivé;
- vyrobené předměty mají jedinečnou texturu.
Věděli jste? Existuje něco jako elasticita dřeva. Toto je název pro schopnost výrobku vrátit se po odstranění zátěže do původního tvaru. Čím je materiál hustší, tím je pružnější.
- tvrdé dřevo je neuvěřitelně obtížné zpracovat;
- výrobky jsou velmi drahé;
- stěží je lze nazvat univerzálními – takové suroviny nejsou vhodné pro všechny typy nábytku a podlah.
Stupeň tvrdosti stromů typický pro Rusko
Mechanické vlastnosti různých druhů dřeva se výrazně liší. Zástupci opadavých druhů jsou často silnější. Pojďme zjistit, jakou sílu dřeva mají stromy běžné v Rusku, často používané ve stavebnictví a v každodenním životě.
Modřín. Mezi jehličnatými druhy je nesporným lídrem, ačkoli jeho Brinellův index síly je 2,6 bodu. Dřevo má unikátní vlastnost – jeho tvrdost se zvyšuje při přímém kontaktu s vodou. Není náchylný k hnilobě. Materiál se však kvůli vysoké viskozitě obtížně zpracovává.
Dub. V myslích mnohých je tento strom měřítkem síly. Na Brinellově stupnici má dub skóre 3,8 bodu. Materiál je odolný proti vlhkosti, nehnije a je náchylný k deformaci. Snadné zpracování: dub se snadno řeže a leští. Bažinový dub má určité vlastnosti – jedná se o stromy, které strávily několik let na dně nádrže. Předmětem použití dubového dřeva je výroba sudů, nábytku a výroba parket.
Popel. Překvapivě se jeho pevnost v tahu odhaduje na 4,0 HB. Je větší než dub, ale mají podobnou strukturu. Popel se vyznačuje viskozitou, vysokou pevností a není náchylný k prasklinám. Snadno zpracovatelné pomocí nástrojů. Slouží jako surovina pro nábytek, desky pro různé účely a překližky.
Habr. Jeho skóre je 3,7 Brinellových bodů. Je téměř stejně odolný jako dub. Ale habr má své vlastní vlastnosti ve struktuře vláken, takže jeho zpracování není vždy snadné.
Dále si roztřídíme druhy dřeva podle tvrdosti. Informace o každé odrůdě jsou uvedeny v tabulkách.
Soft
Okamžitě stojí za zmínku, že měkké dřevo najde své uplatnění nikoli ve stavebnictví a dekoraci, ale v oblasti dekorace. Je snadné z něj vyrobit vyřezávané figurky, krásné interiérové doplňky a suvenýry. Které stromy jsou nejměkčí?
| Plemeno | Brinellova síla, HB |
|---|---|
| Polní javor | 2,5 |
| Borovice | 2,5 |
| Larch | 2,6 |
| Birch | 3 |
| Elm strom | 3 |
| Alder | 3 |
Středně měkký
Každý z následujících je zcela odolný strom, který vydrží mírné zatížení.
| Plemeno | Brinellova síla, HB |
|---|---|
| Teak | 3,5 |
| Cherry | 3,5 |
| Habr | 3,7 |
| Beech | 3,8 |
| Dub | 3,8 |
Pevný
Tvrdá dřeva lze použít v různých aplikacích, včetně výroby nábytku a mnoha stavebních aplikací, a dokonce i v některých průmyslových aplikacích.
| Plemeno | Brinellova síla, HB |
|---|---|
| evropský javor | 4 |
| Ash-tree | 4,0-4,1 |
| Hruška | 4,2 |
| Mahagon | 5 |
| Ořech vlašský ořech | 5 |
| Evropský ořech | 5 |
| Rosewood | 5,5 |
| Acacia | 7,1 |
| Marhule | 9-10 |
Masivní dřevo ve výrobcích nejen krásně vypadá, ale také zajišťuje jejich trvanlivost a odolnost proti opotřebení.
Hydraulický lis proti nejpevnějšímu dřevu
hustota dřeva
Pevnost dřeva přímo souvisí s dalším parametrem – jeho hustotou. Hustota se obvykle nazývá poměr hmotnosti a objemu materiálu. Hustota se měří v kg/m3. Aby bylo srovnání objektivní, bere se v úvahu dřevo s vlhkostí 12 %. Existují tři velké skupiny materiálů:
- s nízkou hustotou (do 510 kg/m3) – topol, lípa, osika, kaštan, ořech, vrba;
- se střední hustotou (550–740 kg/m3) – modřín, bříza, hrušeň, platan, jabloň;
- s vysokou hustotou (více než 750 kg/m3) – akát, habr, buxus, dřín.
Věděli jste? Pevnost dřeva v tahu, tedy maximální zatížení, které vydrží, závisí také na úrovni vlhkosti. Zvyšuje-li se množství vázané vlhkosti (je přítomna v buněčných membránách), pevnost stromu klesá. Když je však dosaženo horní hranice hygroskopičnosti (to je asi 30 %), další zvýšení vlhkosti neovlivňuje pevnost.
Odolnost dřeva proti vlhkosti
Běžně lze různé druhy dřeva rozdělit do několika skupin podle jejich vztahu k účinkům vlhkosti:
- Absolutně stabilní – nedeformuje se vlivem výrazného kolísání vlhkosti (teak, iroko).
- Stabilní – při malých změnách vlhkosti se téměř nedeformuje (americká třešeň, dub, cedr, merbau, ořešák evropský, tis, moruše).
- Relativně stabilní – umožňuje drobné změny při drobných změnách vlhkosti (bříza, modřín, mahagon, olivové dřevo, palisandr, eukalyptus, jatoba).
- Středně stabilní – náchylné k deformacím s mírnými výkyvy vlhkosti (akát, bambus, wenge, jilm, hruška, smrk, javor, jedle, sucupira, třešeň, jabloň, yarra).
- Nestabilní – prochází výraznými změnami s malými výkyvy vlhkosti (buk, habr, javor rolní, lípa, olše, osika, topol, třešeň ptačí).
Kde použít tvrdé dřevo
Vzhledem k mechanickým vlastnostem tvrdého dřeva se používá k řešení mnoha problémů.
- Stavba: stavba domů z dřevěných trámů nebo obložení vnitřních a vnějších stěn šindelem.
- Pokládka podlah: výroba odolných parket nebo laminátu.
- Výroba nábytku: všechny druhy skříní, komody, postele, kuchyňské stoly – to není úplný seznam možností.
- Tvorba úzkoprofilových předmětů: šachové figurky, hole, suvenýry, hudební nástroje.
Díly pro tovární zařízení jsou navíc vyráběny z nejodolnějších materiálů. Používají se na stavbu mostů a železničních pražců.
Jaké jsou nejtvrdší kameny na světě?
Tvrdost dřeva na Jankově stupnici kg/cm2
| Australská buchta | 2295 | Dussia | 821 |
| Quebracho Colorado Soto | 2177 | Paduka (africký padauk) | 782 |
| Waddy | 2100 | Kempas | 775 |
| Iron Tree (Strom života) | 2041 | Wenge (Panga panga, africké růžové dřevo) | 739 |
| Ebenový queensland (tubi, ebenový šalamounek) | 1982 | Zebrano | 714 |
| Australský hadí strom | 1882 | Severoamerický javor | 658 |
| Africký eben | 1837 | Ořešák karibský | 635 |
| Kurupai | 1742 | Královský mahagon | 635 |
| Ebenová zelená (jamajský eben) | 1687 | Přírodní bambus | 626 |
| Ipe (brazilský lískový ořech) | 1669 | Bílý dub | 617 |
| Kumaru (brazilský teak) | 1606 | bílý popel | 598 |
| Massaranduba (brazilský mahagon) | 1447 | Americký/kanadský Ash | 598 |
| tamarind | 1361 | Americký buk (evropský buk) | 590 |
| Muirapiranga (krevní strom, kardinální strom) | 1315 | Evropský jilm bílý, jilm ruský | 571 |
| Jatoba (brazilská třešeň) | 1279 | Červený dub | 571 |
| Patagonský palisandr | 1270 | Stříbrná bříza | 544 |
| Karibská třešeň | 1225 | Spálený bambus | 535 |
| Karibský palisandr | 1043 | evropská bříza | 458 |
| Cabreuva (mahagon Santos) | 998 | Teak | 453 |
| tygří strom | 980 | Severoamerická třešeň | 431 |
| Bubinga (africké růžové dřevo, akume) | 898 | Východní cedr | 408 |
| Merbau | 873 | jilm evropský | 363 |
| Yarro | 866 | žlutá borovice | 313 |
| Pecan | 825 | Douglas smrk | 299 |
| Bílý ořech | 825 | Larch | 268 |
Pokud se neomezujete na druhy rostoucí v ruských lesích, můžete sestavit působivý seznam stromů, které jsou nápadné svou tvrdostí.
Absolutním lídrem v kategorii „tvrdé dřevo“ je eben. Jeho skóre na Brinellově stupnici je 8 bodů. Eben se nejčastěji používá v nábytkářském průmyslu.
Další pozici v tomto žebříčku zaujímá Jatoba. Strom roste v tropických lesích Jižní a Střední Ameriky. Síla dřeva podle Brinella je 7 bodů. Jatoba může růst poměrně rychle a dosáhnout výšky až 40 metrů. Asi týden po řezání získá obrobek stabilní cihlově červenou barvu.
Yarra Amazon zaznamenala 6 HB. Desky vyrobené z tohoto dřeva jsou poměrně flexibilní, ale dát jim ideální tvar je problematické. Takové panely se často používají při výrobě lodí. Yarra se také ukáže při výstavbě obytných budov ve vlhkých podmínkách.
Dřevo Sucupira je překvapivě odolné vůči biologickému poškození a má krásnou texturu. Obsahuje mnoho éterických olejů, které chrání dřevo před poškozením hmyzem. Ukazatel síly se blíží 5,6 bodu. Sucupiru lze snadno brousit a leštit, a proto jsou parkety z ní nesrovnatelné.
Ořešák evropský roste v jižních oblastech Evropy a Malé Asie. Jeho skóre podle Brinella je 5 HB. Dřevo ušlechtilého odstínu se používá k výrobě luxusního nábytku. Ořech však vyžaduje dodatečné zpracování – je náchylný k poškození červotočem.
Neobvyklým zástupcem afrického kontinentu je mutania. Při řezu kmene jsou jasně viditelné fialové paprsky, které tvoří jedinečný dřevitý vzor. Postupem času získávají produkty muthenia příjemný lesk. Používá se k výrobě podlah a nábytku. Na stupnici tvrdosti je hodnocen 5 body.
Merbau s tvrdostí 4,9 bodů se nebojí působení vody, nebobtná ani nevysychá. Jeho dřevo, které je exotickým druhem, lze použít na obložení koupelny. Parkety Merbau jsou také docela dobré. I obytná budova z tohoto typu bude odolná.
Africké wenge je oceněno na 4,2 HB. Obsahuje minerální složky a oleje, které ztěžují zpracování. Jeho odolnost proti hnilobě a estetický vzhled však tyto nedostatky vynahrazují.
Není možné vyjmenovat všechny druhy stromů, které lidé používají k různým účelům. A přesto tato recenze ukázala, že na světě existuje mnoho zástupců flóry s vynikajícími výkonnostními charakteristikami. Rozsah jejich použití je velmi široký, je možné si vybrat materiál pro každý vkus a rozpočet.