Střední odborné učiliště stavební, odborné učiliště a učiliště Sabinovo náměstí 16 360 09 Karlovy Vary Bohuslav V i n t e r odborný učitel uvádí pro T1 tuto výukovou prezentaci : FYZIKÁLNÍ VLASTNOSTI DŘEVA

Pracování dřeva Dřevo je hygroskopické, tzn. může vlhkost odevzdávat a přijímat. Odevzdávání, popř. příjem vlhkosti začíná tehdy, když mezi obsahem vlhkosti ve dřevě a obsahem vlhkosti ve vzduchu obklopujícím dřevo je rozdíl (spád vlhkosti). Při odevzdávání a příjmu vlhkosti se za určitých předpokladů mění objem a tvar dřeva. Dřevo se může sesychat a bobtnat, bortit, popř. deformovat nebo praskat. Tyto procesy se nazývají pracování dřeva.

Pracování dřeva Voda (vlhkost) ve dřevě se nachází v buněčných dutinách. Voda, nacházející se v buněčných dutinách, se nazývá volná voda – je v kapalném stavu. Voda nacházející se v buněčných stěnách se nazývá vázaná voda a je zde v plynném stavu. Při sušení dřeva se odevzdává nejdříve volná voda, potom vázaná voda. Odevzdávání volné vody probíhá poměrně rychle, odevzdávání vázané vody pak poměrně pomalu. Fyzikální procesy pohybu vody ze dřeva jsou velmi komplexní, závisí především na difúzních, odpařovacích, kondenzačních a kapilárních transportních procesech.

Pracování dřeva K odevzdání vody dochází u vnějších buněk (na obvodu) dříve než u vnitřních buněk. Dřevěné díly s nedostatkem pryskyřice, běl a horní část kmene, odevzdávají vodu rychleji než na pryskyřici bohaté části dřeva jádra a dolní část kmene. Odevzdávání vody probíhá tím rychleji, čím větší je vlhkostní spád mezi dřevem a okolním vzduchem.

Pracování dřeva Během odevzdávání volné vody se objem a tvar dřeva nemění. Vlákna a buněčné stěny jsou v tomto okamžiku ještě nasycené. Proto mluvíme o bodu nasycení vláken (BNV). Bod nasycení vláken se liší u jednotlivých druhů dřeva a i uvnitř kmene; pohybuje se u nejdůležitějších dřevin mezi 23% a 35% vlhkosti dřeva. Proto mluvíme někdy také o oblasti nasycení vláken.

Pracování dřeva Již během odpařování volné vody začíná u vlhkostního spádu mezi vlhkým dřevem a suchým okolním vzduchem odpařování vázané vody. Přitom se zmenšuje objem dřeva; dřevo sesychá. Sesychání začíná v oblasti nasycení vláken, tedy u asi 30% vlhkosti dřeva a trvá tak dlouho, dokud není dosažena vlhkost dřeva odpovídající vlhkosti okolního vzduchu, popř. dokud není dosaženo absolutně suchého stavu dřeva (jen při hmotnostní zkoušce). Rozlišují se tři směry, ve kterých dřevo sesychá: podélně (ve směru vláken), radiálně (ve směru paprsků) a tangenciálně (ve směru letokruhů).

Pracování dřeva Při sesychání ve směru vláken : (podélném) činí smršťování celkem 0,1% až 0,3%, ve směru dřeňových paprsků (radiálně) asi 5% a ve směru letokruhů (tangenciálně) okolo 10%. U některých druhů dřeva se však míra sesychání od těchto průměrných hodnot značně liší.

Pracování dřeva V dolní tabulce jsou průměrné míry sesychání uvedené v procentech na 1% změny obsahu vody (vlhkosti). Prkno nebo fošna sesychá podle toho na délku nepatrně, v šířce a tloušťce však průměrně 1/20, popř. 1/10 z rozměru čerstvého řeziva až k absolutně suchém stavu.

Pracování dřeva Sesychání dřeva je znatelné i na odborně zhotovených truhlářských pracích. Tak mohou např. přečnívat opracovaná čela lišt, široké příčné vlysy dveřních rámů s čelními zakončeními svislých vlysů. Sesycháním se mění nejen objem dřeva, ale i jeho tvar. Změna tvaru závisí na poloze letokruhů v průřezu dřeva. Buňky jarního dřeva letokruhů jsou velké a mají tenké stěny. Ukládají proto více volné vody a méně vázané vody než malé buňky letního dřeva s jejich silnými buněčnými stěnami. Buňky jarního dřeva odevzdávají při sesychání proto ve srovnání s letním dřevem mnoho volné vody a jen málo vody vázané. Smršťování je proto u jarního dřeva malé a u letního dřeva velké.

Pracování dřeva V radiálním směru se při smršťování letního dřeva přenáší vzniklé silné napětí jen částečně z tenkostěnného jarního dřeva na další vrstvu letního dřeva. V tangenciálním směru se může jarní a letní dřevo více či méně bez obtíží rozměrově měnit. Letní dřevo se při smršťování silně smršťuje, sousední buňky jarního dřeva se přizpůsobují změnám objemu a tvaru buněk letního dřeva deformacemi buněčných stěn jarního dřeva. Tyto deformace buněčných stěn jarního dřeva jsou příčinou pro malé sesychání a bobtnání v radiálním směru, popř. pro silné sesychání a bobtnání v tangenciálním směru.

Pracování dřeva Sesychání se projevuje na průřezu dřeva především jako úbytek šířky a tloušťky, jako změny tvaru a jako trhliny. Čím méně dřevo pracuje, tím lepší je jeho rozměrová a tvarová stálost. Pomocí hodnot sesychání , jak bylo dříve uvedeno v tabulce) lze vypočítat při sušení dřeva míru sesychání, při příjmu vlhkosti (vlhnutí) bobtnavost.

Pracování dřeva Příklad pro výpočet sesychání : Jádrové prkno z bukového dřeva o šířce 280 mm a 40% vlhkosti vzduchu schne na 8%. Jak široké bude prkno po sušení ? Při vysychání ze 40% na 30% nedochází k sesychání. Při sesychání z 30% na 8% činí změna vlhkosti 22%. Pro buk činí míra seschnutí v radiálním směru 0,20. Z toho se vypočítá seschnutí celkem 4,4% (z 22% x 0,20 = 4,4%) nebo 12,12 mm. Prkno je tedy po vyschnutí široké asi 268 mm.

Opatření proti pracování dřeva Rozměrové a tvarové stálosti dřeva a dřevěných dílů lze docílit nebo ji alespoň zlepšit správným výběrem a vysušením dřeva na vhodný obsah vlhkosti, odborným lepením spárovek,použitím vhodných konstrukcí a také použitím překližovaných materiálů. Při výběru je třeba dbát též na rozměrovou a tvarovou stálost dřeva ve vztahu k rozměrům a tvarům ovlivňovaných měnícím se okolním klimatem použitím málo pracujících druhů dřeva, jako např. hrušně, olše, ořechu a teaku. Prkna a fošny s radiálními letokruhy se bortí v porovnání s prkny s tangenciálními letokruhy jen málo.

Opatření proti pracování dřeva Dřevo by mělo být před zpracováním vysušeno na obsah vlhkosti, kterou bude obsahovat na svém budoucím místě použití. Spárovky se lepí na šířku tak, aby se jádro pojilo s jádrem a běl s bělí. Tímto způsobem zůstanou spárovky maximálně rovné. Při lepení na tloušťku zůstávají spáry uzavřené, pokud se k sobě lepí levé strany.

Opatření proti pracování dřeva U zásuvek z masivního dřeva zůstane slepená spára pevná, pokud se masivní čelo k vlastní masivní zásuvce přilepí levou stranou.

Opatření proti pracování dřeva Použitím vhodných konstrukcí může být pracování dřeva natolik omezeno, aby nevadilo nebo neomezovalo použití nábytku nebo dřevěného dílu. Příklady takovéto konstrukce jsou rámy a výplně, svlakování a spojení na drážku a vložené péro.

Opatření proti pracování dřeva Obložení dveří a lišty soklu je třeba vyrobit a připevnit tak, aby sesychání dřeva obložení a lišt soklu směřovalo ke zdi. Opatřením proti pracování dřeva je i lepení dýh v laťovce, což je vlastně rozřezání dřeva na lišty a jejich křížové přelepení překližovací dýhou

Otázky k opakování Proč se u dřeva rozlišuje hustota dřevní substance a hustota dřeva ? Čím se liší pevnost v tlaku od pevnosti ve vzpěru ? V čem se liší ohebnost a elasticita ? Co se rozumí pod pojmem pracování dřeva ? Proč se při sušení více sesychají boční prkna na levé straně ? Proč se trhají dřeňová prkna a fošny v dřeňové části ?