DREWNO

Własności drewna

W tabeli poniżej podano własności fizyczne i mechaniczne niektórych gatunków drewna według: A. Ciszewski, Materiałoznawstwo, Warszawa 1996, Ofic. Wyd. Pol. Warszawskiej. Użyte w tabeli skrót HJ oznacza twardość według Janki, która określona jest poprzez siłę w daN potrzebną do wciśnięcia stalowej kulki o średnicy 11,284 mm w drewno na głębokość promienia.

Gatunek drewna Gęstość kg/m3 Twardość Średnia wytrzymałość, MPa Udarność J/cm2     HJ HB na ściskanie na rozciąganie na zginanie           wzdłuż włókien w poprzek włókien wzdłuż włókien w poprzek włókien     Sosna 550 300 400 43,5 7,5 104 3 78 7,0 Świerk 470 320 320 43 6 90 2,7 66 5,0 Lipa 530 300 - 44 9,5 85 - 90 5,0 Topola 450 270 - 30 2,7 77 - 55 5,0 Dąb 710 670 660 47 11 90 4 93 7,5 Grab 830 890 - 66 - 107 - 107 8,0 Buk 730 780 720 53 9 135 7 105 8,0 Jesion 750 760 650 47 11 104 7 99 8,0 Klon 660 750 - 53 10 100 3,5 117 6,5 Olcha 530 440 380 40 6,5 - 2 85 5,0 Mshoń 600 700 - 49 - - 7 110 5,3

W technice drewnem określa się materiał otrzymany ze ściętych drzew i ukształtowany na odpowiedni asortyment.  Drewno jest to tworzywo o budowie komórkowej, którego komórki zbudowane są z substancji drzewnej. Wnętrze tych komórek są wypełnione różną ilością wody i powietrza w zależności od gatunku i porowatości drewna waha się od 10 do 90 %. Stosunek zawartości powietrza i wody w drewnie wpływa w dużym stopniu na własności fizyczne i mechaniczne drewna.

Cechy charakterystyczne

Drewno jest dobrym materiałem konstrukcyjnym. Jego charakterystyczne wady i zalety podane są poniżej.

Zalety drewna to:

• trwałość,
• lekkość,
• dobra wytrzymałość mechaniczna,
• niska rozszerzalność cieplna,
• sprężystość,
• łatwość obróbki.

Wady drewna:

• chłonność wilgoci i jej utrata po podwyższeniu temperatury, która może prowadzić do zmiany kształt elementu i jego pękania, butwienie i obniżenie własności pod wpływem chłonięcia wody .

 

Budowa drzewa :                

W poprzecznym przekroju drzewa wyróżniamy : A - kora, B - łyko, C - miazga, D - biel, E - twardziel, F - rdzeń. Najistotniejszą częścią drzewa jest biel i twardziel które zawierają żywice, garbniki, olejki eteryczne które wpływają na trwałość drewna. Najmniej trwałą i nieistotną częścią drzewa jest rdzeń. W przekroju poprzecznym wyraźnie widać koncentryczny przyrost masy drzewnej w cyklach rocznych, które wpływają na wygląd i jakość drewna. Ze względu na skład chemiczny w drewnie wyróżniamy następujące składniki: celuloza, lignina, chemiceluloza, woda i w zależności od gatunku różnego rodzaju żywice, cukry, garbniki i substancje mineralne.

  Podział drewna

Ogólnie drewno można podzielić ze względu na gatunek drzewa z którego zostało wykonane. Drewno dzieli się na:

• iglaste, tj. sosna, jodła, świerk, modrzew, cedr i in.;
• liściaste,
• miękkie, tj. lipa, wierzba, topola, osika, brzoza, olcha;
• twarde, tj. dąb, grab, buk, wiąz, orzech, mahoń, heban i in.

Struktura zasobów

W Polsce najpowszechniej występującym gatunkiem drzewa jest sosna, która zajmuje około 75% powierzchni zadrzewionej. Następne w kolejności według powierzchni zajmowanej są świerk i jodła zajmujące około 12,5%. Gatunki liściaste zajmują około 12,5% powierzchni zalesionej.

Podział drewna

Najogólniej drewno można podzielić na:

• drewno okrągłe nie obrobione,
• drewno obrobione,
• drewno opałowe.

Drewnem nie obrobionym nazywamy okorowane pnie, które dzielą się na następujący sortyment:

• okrąglaki kopalniane, dębowe lub sosnowe o długości od 1 do 7 m i średnicy od 10 do 25 cm;
• okrąglaki budowlane,
• okrąglaki tartaczne, do dalszej przeróbki;
• papierówkę, drewno świerkowe i jodłowe do przerobu na masę celulozową.

Drewno obrobione dzieli się na sortymenty:

• pół okrąglaki i ćwiartówki,
• tarcicę: deski, bale, listwy, belki, krawędziaki;
• parkiety i klepki posadzkowe,
• podkłady kolejowe,
• wyroby z drewna łupanego: gonty, kostki brukowe, klepki do wyrobu beczek.

 

Tarcica

Najczęściej wykorzystywaną postacią drewna jest tarcica. Tarcica nazywamy produkty drzewne uzyskane przez rozpiłowanie okrąglaków. Ogólnie dzieli się ją na:

• obrzynaną - obrabianą ze wszystkich stron,
• nie obrzynaną - obrabianą z dwóch stron.

W tabeli poniżej podano sortyment tarcicy według PN-75/D-01001 w zależności od kształtów i rozmiarów.

Nazwa sortymentu Grubość, mm Szerokość, mm   najmniejsza największa najmniejsza największa Deseczki 5 13 50 bez ograniczeń Deski 16 poniżej 50 80 dla grubości poniżej 30 mm, 100 dla grubości 30 i powyżej bez ograniczeń Bale 50 100 oraz powyżej dla szerokości powyżej 250 dwukrotna grubość bez ograniczeń Listwy 16 poniżej 30 jednokrotna grubość poniżej 80 Łaty 32 poniżej 100 jednokrotna grubość poniżej 100 dla grubości do 50 mm, szerokość mniejsza od dwukrotnej grubości dla grubości od 50 do poniżej 100 Krawędziaki 100 poniżej 200 jednokrotna grubość poniżej 200 Belki powyżej 100 bez ograniczeń 200 poniżej 2,5 grubości

Gatunki drzew

SOSNA

Jest to drewno o jasnożółtej barwie bieli i czerwonobrunatnej barwie twardziela, mocno nasycone żywicą. Na przekroju pnia wyraźnie zaznaczone są słoje. Jest ona łatwe w obróbce, ale łatwo się łupie i jest średnio twarde. Drewno sosnowe jest wykorzystywane w bardzo dużym stopniu w budownictwie, na kopalniaki, podkłady kolejowe, do produkcji papieru, sklejki i wełny drzewnej. Drzewo sosnowe przed ścieńciem poddaje się odprowadzeniu z niego żywicy

ŚWIERK

Jest to drewno o barwie białej z o lekko żółtawym odcieniu i wyraźnych słojach. Jest trudnoobrabialne nisko żywiczne. Stosowane jest w budownictwie lądowym i wodnym, stolarstwie budowlanym i meblowym, w przemyśle papierniczym i na kopalniaki górnicze.

Lipa

Jest to drewno barwy biało żółtej o lekkim połysku. Jest lekkie, miękkie i łatwo obrabialne. Znalazło zastosowanie w modelarstwie lotniczym, szkutnictwie a także do produkcji modeli odlewniczych. Ostatnio mebli jako surowiec frontów .

Topola

Jest to drewno o bieli barwy białej i żółtobrunatnej twardziela. Jest ono lekkie, miękkie i łupliwe, łatwe w obróbce, ale nietrwałe. Stosuje się je do wyrobu opakowań, zapałek i w przemyśle papierniczym.

Dąb

Jest to drewno o dużej twardości, gęstości, wytrzymałości, ale trudnoobrabialne. Znalazło ono szerokie zastosowanie w budownictwie, meblarstwie, posadzkarstwie i do wyrobu beczek, fornirów. Po długotrwałym moczeniu w wodzie uzyskuje się tzw. dąb czarny wykorzystywany w meblarstwie artystycznym.

Buk

Jest to drewno bez twardzielowe o białej barwie z odcieniem różowym i wyraźnie zaznaczonymi słojami. Jest ono podatne na pęcznienie i pękanie bez impregnacji jest bardzo nietrwałe. Stosuje się je do produkcji sklejki stolarskiej i lotniczej, modeli odlewniczych i mebli giętkich.

Jesion

Jest to drewno o barwie jasnożółtej. Posiada dobre własności mechaniczne jest twarde i sprężyste ale trudnoobrabialne. Stosuje się je do wyrobu śmigieł lotniczych w budownictwie i meblarstwie.

Olcha

Jest to drewno bez twardzielowe o barwie pomarańczowoczerwonej z dużą liczbą brązowych plamek. Wyrabia się z niego sklejkę lotniczą, modele odlewnicze i okładki ołówków.

Mahoń

Jest to drewno o brunatno czerwonej barwie twardziela. Jest ono łatwo obrabialne, bardzo dobrze ulega polerowaniu i barwieniu. Wyrabia się z niego elementy stolarki, forniry oraz śmigła lotnicze.

 Balsa

Jest to drewno o barwie białej z odcieniem brunatnym, występuje ono w Ameryce południowej. Jest ono bardzo lekkie, miękkie, słabo łupliwe o niskiej nasiąkliwości i chłonności, nie ulega pęcznieniu, ale jest mało trwałe. Wykorzystywany jest w modelarstwie lotniczym, przemyśle lotniczym, w budowie lekkich jednostek pływających a także w chłodnictwie jako izolacja cieplna.

Produkty z drewna

Forniry i okleiny : Są to według PN-85/D-97001 cienkie drewniane płyty, wyrabiane z różnych gatunków drewna przez maszynowe skrawanie. Wzory usłojenia, połysk a także barwę mogą być kreowane poprzez kierunek skrawania płyt.  Forniry produkowane ze szlachetnych gatunków drewna nazywane są okleinami. Znalazły one szerokie zastosowanie w przemyśle meblarskim do pokrywania mebli wykonanych z pospolitych gatunków drewna i płyt stolarskich. Forniry sosnowe, olchowe, brzozowe i bukowe stosowane są do wyrobu sklejki.

Sklejki : Są to płyty sklejane z nieparzystej ilości płyt fornirowych, przy czym włókna w przyległych warstwach przebiegają pod kątem prostym.

Własności fizyczne i mechaniczne sklejki zależą od:

• rodzaju drewna,
• rodzaju kleju,
• sposobu klejenia (na prasach, bez zgrzewani lub ze zgrzewaniem).

Ogólnie sklejki można podzielić na liściaste i iglaste, które produkowane są jako:

• cienkowarstwowe - grubość warstw poniżej 2mm,
• grubowarstwowe - grubość warstw powyżej 2mm,
• sucho trwałe,
• pół wodoodporne,
• wodoodporne.

Krajowe sklejki produkowane są w grubościach pomiędzy 4 i 20 mm i długościach i szerokościach pomiędzy 122 i 310 cm. W porównaniu z odpowiednimi gatunkami drewna sklejka posiada lepsze własności mechaniczne, większą odporność na działanie czynników atmosferycznych i większą dźwiękochłonność.
Znalazła ona zastosowanie w meblarstwie, stolarstwie i na boazerie dźwiękochłonne.
Sklejki wykorzystuje się również w budownictwie (sklejki szalunkowe obustronnie pokryte filmem fenolowym do deskowań wielokrotnego użytku oraz jako płyty wymienne w systemach szalunkowych, w przemyśle transportowym (sklejki anty poślizgowe stosowane jako podłogi w naczepach) w przemyśle opakowaniowym - do cięcia laserem przy produkcji wykrojników.

Płyty pilśniowe : Są one wytwarzane z włókien drzewnych z dodatkiem olejów schnących lub żywic krezolowych i mocznikowych.

Produkowane są rodzaje płyt pilśniowych:

• płyty miękkie, porowate, o gęstości poniżej 0,40 g/cm³;
• płyty półtwarde, o gęstości od 0,40 do 0,80 g/cm³;
• płyty twarde, o gęstości powyżej 0,80 g/cm³.

Szerokość wszystkich rodzajów płyt wynosi 122 cm, a długość miękkich min. 200 cm, pozostałych 150 cm. Grubość tych płyt wynosi miękkich nie prasowanych 9,5 - 25 mm, a pozostałych 2,4 - 6,4 mm.

Wytrzymałość płyt porowatych na zginanie wynosi 0,8 - 2 MPa, na rozciąganie natomiast ok. 1 MPa dla płyt twardych parametry te wynoszą wytrzymałość na zginanie 20 - 32 MPa i na rozciąganie 32 - 45 MPa.

Płyty wiórowe, trocinowe i paździerzowe

Płyty te są wytwarzane prze sklejanie wiórów, trocin lub paździerzy klejem mocznikowym lub mocznikowo-formaldehydowym pod ciśnieniem.

Produkuje się trzy odmiany tych płyt:

• lekkie, o gęstości poniżej 0,50 g/cm³;
• średnio ciężkie, o gęstości od 0,50 do 0,75 g/cm³;
• ciężkie, o gęstości powyżej 0,75 g/cm³.

Stosowane są one w budownictwie, meblarstwie i budowie wagonów.

Płyta OSB (Oriented Standard Board) jest produktem drewnopochodnym, płasko prasowaną płytą trójwarstwową, zbudowaną z prostokątnych, odpowiednio zorientowanych wiórów, które przy zastosowaniu żywicy formaldehydowo-fenolowo-mocznikowo-melaninowej jako łącznika, zaprasowane są metodą walcowania na gorąco. Jest to płyta opracowana specjalnie dla budownictwa .

Płyta MDF jest materiałem drewnopochodnym wykonanym na bazie drewna świerkowego lub sosnowego. Formowanie odbywa się w „suchym procesie” z środkami wiążącymi ekologicznymi, wolnymi od formaldehydu

 

Płyta Kronotec MDF jest materiałem drewnopochodnym wykonanym na bazie wysokiej jakości drewna świerkowego lub sosnowego. Formowanie odbywa się w „suchym procesie” z środkami wiążącymi ekologicznymi, wolnymi od formaldehydu. Dzięki tej technologii powstaje płyta o bardzo dobrych parametrach wytrzymałościowych

• Płyty Kronotec MDF są lekkimi płytami konstrukcyjnymi o różnorodnym zastosowaniu w budownictwie. Stosuje się do poszycia: podłóg,
• dachów,
• ścian.

Drewno prasowane :    Jest to drewno przetworzone przez prasowanie pod ciśnieniem do 40 MPa w temperaturze 70 - 160 ^oC. Odznacza się ono wysoka twardością i wytrzymałością i jest stosowane na części maszyn