Techniki wytwarzania z materiałoznawstwem
DREWNO – ODMIANY, WŁAŚCIWOŚCI, USZLACHETNIANIE, ZASTOSOWANIE, OBRÓBKA DREWNA
ODMIANY DREWNA
Drewno dzieli się na różne gatunki w zależności od kryteriów podziału:
I. w zależności od miejsca pochodzenia:
a. gatunki krajowe
b. gatunki egzotyczne
II. w zależności od ulistnienia:
a. gatunki liściaste – pozyskane z drzew liściastych
- brzoza – drewno o dobrych właściwościach mechanicznych
i małej odporności na grzyby,
- buk - drewno twarde, o dużej wytrzymałości, łatwe w obróbce, często atakowane przez owady, najlepsze właściwości ma drewno pozyskane z drzew w wieku około 110 lat;
- dąb – drewno twarde, o dobrych parametrach wytrzymałościowych, odporne na ścieranie, często atakowane przez owady, w wodzie czasem czernieje w wyniku reakcji chemicznych pomiędzy kwasem garbnikowym znajdującym się w drewnie,
a solami żelaza znajdującymi się w wodzie; drewno łatwo pęka
i paczy się;
- grab – drewno o dobrych właściwościach mechanicznych, trudnościeralne, ciężkie;
- jesion – drewno ciężkie, wytrzymałe i elastyczne; po ścięciu łatwo je wygiąć, zastosowane w warunkach suchych jest trwałe,
w wilgotnych łatwo ulega zniszczeniu;
- olsza czarna – drewno miękkie, łatwe w obróbce, mało odporne na zmienne warunki atmosferyczne, po stałym przebywaniu pod wodą trwałe- dzięki dużej zawartości garbników; często atakowane przez owady;
- topola – jedyne drewno liściaste stosowane do wykonywania konstrukcji budowlanych, zwłaszcza na terenach bezleśnych;
w Polsce stosowane jako drewno opałowe, do osuszania terenu;
- wiąz pospolity – drewno twarde, wytrzymałe, sprężyste; parzone łatwo daje się wyginać; trwałe na powietrzu i pod wodą;
b. gatunki iglaste – pozyskane z d drzew iglastych stosowane są do
wykonywania konstrukcji dachowych, stolarki budowlanej, desek
podłogowych, sklejek:
- jodła – drewno miękkie, o średniej wytrzymałości, giętkie
i łupliwe , posiada sporo sęków, które wypadają z tarcicy; najlepsze
właściwości ma drewno pozyskiwane z drzew 100 – letnich;
- modrzew – jest najlepszym z punktu widzenia techniki
i najtrwalszym gatunkiem drewna; najlepsze właściwości ma drewno pozyskane z drzew 100-120 letnich; w Polsce rzadko stosowane;
- sosna – drewno miękkie, łatwe w obróbce, sprężyste, o dobrej wytrzymałości mechanicznej; najlepsze właściwości ma drewno pozyskiwane z drzew 80- 120 letnich;
- świerk – drewno jest miękkie, o średniej wytrzymałości, sprężyste, trudne w obróbce ( ma sporo sęków, łatwo pęka); najlepsze właściwości ma drewno pozyskiwane z drzew 80-120 letnich i rosnących w górach;
III. w zależności od występowania twardzieli:
a. gatunki twardzielowe – twardziel jest najlepiej widoczna w środkowej części przekroju poprzecznego pnia, jako strefa ciemniej zabarwionych słojów rocznych
- o twardzieli zabarwionej : sosna, modrzew, cis, jałowiec, daglezja, dąb, wiąż, orzech włoski, grochodrzew, topole, klon tatarski i srebrzysty, gatunki z rodzaju śliwa,
- o twardzieli zabarwionej i niezabarwionej: jesion, wiąz, iwa,
- o twardzieli niezabarwionej: jodła, świerk, lipa
b. gatunki beztwardzielowe: grab, buk, brzoza, jawor, klon zwyczajny, osika, kasztanowiec, olcha;
u gatunków beztwardzielowych może wystąpić pod wpływem grzybów, mrozu i innych czynników fałszywa twardziel uznawana za wadę drewna.
IV. w zależności od budowy mikroskopowej:
a. gatunki rozpierzchłonaczyniowe – brak jest w nich wyraźnego podziału słoja na drewno wczesne i drewno późne; do tej grupy należą: brzoza, buk, lipa, klon, grab, topola, olsza, wierzba, jabłoń, wiśnia, czereśnia, śliwa, grusza, berberys, kruszyna, leszczyna, jarzębina, kalina, bez, orzech – będący przejściowym pomiędzy obydwoma gatunkami;
b. gatunki pierścienionaczyniowe – słój roczny jest w nich wyraźnie widoczny, wyróżnia się w nich :
- drewno wczesne – dość porowate, z licznymi naczyniami
o znacznej średnicy, ułożone w kształcie pierścienia;
- drewno późne – twarde, zbite, z nielicznymi małymi
naczyniami w postaci plamek, punkcików i linii falistych,
przebiegających zgodnie ze słojem rocznym;
należą do nich: dąb, wiąż, jesion, morwa, żarnowiec, róża;
V. w zależności od twardości: twardość poszczególnych gatunków można porównać tylko w oparciu o wyniki otrzymane przy zastosowaniu tej samej metody pomiaru, na wyniki pomiaru ma także wpływ wilgotność drewna, rozdaj przekroju na którym jest dokonywany pomiar;
a. gatunki twarde jak: modrzew, buk, dąb, grab, jesion, wiąż pospolity
b. gatunki miękkie jak: jodła, sosna, świerk, olsza czarna
WŁAŚCIWOŚCI
Drewno jest surowcem naturalnym,( surowiec drzewny) otrzymywanym ze ściętych drzew, materiałem o nierównomiernej budowie. Posiada liczne wady – nabyte cechy, które obniżają jego wartość techniczną i ograniczają zakres użyteczności.
Podstawowe pierwiastki chemiczne wchodzące w skład drewna to:
- węgiel( 49,5%),
- tlen (43,8%),
- azot ( 0,2%)
- inne ( 6,5%).
Główne związki tworzące drewno to:
- celuloza
- hemicelulozy
- lignina
Ponadto w drewnie występują też:
- cukier,
- białko,
- skrobia,
- garbniki,
- olejki eteryczne,
- guma,
- substancje mineralne
Wygląd drewna, oraz właściwości fizyczne i mechaniczne (wytrzymałość) zmieniają się zależnie od kierunku anatomicznego ( kierunku wzdłuż włókien: promienistego, lub stycznego).
Właściwości fizyczne drewna
Na właściwości fizyczne drewna składają się:
a. barwa – drewno z drzew krajowych ma barwę od jasnożółtej do brązowej, drewno gatunków egzotycznych ( np. : mahoń, palisander) odznacza się dużą intensywnością,
b. rysunek drewna – różni się w zależności od przekroju, barwy drewna, wielkości przyrostów, sęków,
c. połysk - związany jest z twardością drewna i gładkością powierzchni, widoczny jest najbardziej w przekroju promieniowym,
d. gęstość pozorna drewna – zależy od jego wilgotności, rodzaju drzewa z którego jest otrzymane,
e. higroskopijność – stanowi o skłonności materiału do wchłaniania wilgoci z powietrza ( drewno zawsze wchłania wilgoć, lub oddaje ją do pomieszczenia tak długo, aż osiągnie stan równowagi pomiędzy własną wilgotnością, a wilgotnością otoczenia; stosowane w miejscach o dużej wilgotności powinno być zabezpieczone przed jej wchłanianiem),
f. przewodność cieplna – drewno źle przewodzi ciepło, jest dobrym izolatorem; współczynniki przewodności cieplnej zależą od rodzaju drewna i stopnia wilgotności drewna;
g. skurcz i pęcznienie – wilgotne drewno podczas suszenia zawsze się kurczy, podczas nasiąkania woda pęcznieje; podczas skurczu drewno pęka i paczy się; konstrukcje drewniane typu : więżby, ramy okienne , listwy boazeryjne winny być wykonane z drewna wysuszonego do takiej wilgotności, w jakiej będą one użytkowane;
h. wilgotność – zależy od warunków w jakich drewno się znajduje, posiada również znaczny wpływ na pozostałe właściwości drewna; bezpośrednio po ścięciu wilgotność drewna wynosi ponad 35% ( może być znacznie większa), drewno powietrzno – suche, czyli wyschnięte na wolnym powietrzu posiada wilgotność około 15-20%, przechowywane w pomieszczeniach suchych – 8-13%; duża wilgotność drewna jest powodem paczenia się, a duża suchość powoduje pękanie i kruchość;
i. zapach – pochodzi między innymi od znajdujących się w drewnie żywic, olejków eterycznych, garbników, każdy gatunek drewna posiada swój specyficzny zapach, który z biegiem lat traci.
Właściwości mechaniczne drewna
Drewno jako surowiec drzewny służący do przerobu powinno mieć kształt walca, równomierną słoistość, przebieg włókien równoległy po podłużnej osi, oraz nie powinno mieć sęków.
a. wytrzymałość drewna na ściskanie, rozciąganie, zginanie należy od kierunku działania sił w stosunku do włókien,
b. twardość – jest to opór stawiany przez drewno podczas wciskania metalowej kulki o przekroju 1 cm², przy 15% wilgotności surowca;
zależy od :gatunku drzewa, z którego drewno pochodzi, wilgotności drewna, a także od przekroju na którym dokonywany jest pomiar; mierzy się ją trzema metodami: Janki , Brinella, Kripella;
c. ścieralność- drewna twarde są najczęściej najodporniejsze na ścieranie; cecha ta ma duże znaczenie przy wyborze drewna jako materiału do wykonania np. podłóg;
USZLACHETNIANIE
Przez uszlachetnienie drewna rozumie się wygładzenie powierzchni i zagęszczenie struktury wewnętrznej. Jeszcze do niedawna uszlachetnianą powierzchnię wyrobów z drewna stanowiły: drewno lite, sklejka i płyty stolarskie fornirowane.
Zewnętrzną powierzchnię różnych wyrobów z drewna mogą stanowić także różnego rodzaju materiały płytowe, jak:
1. płyty wiórowe,
2. paździerzowe
3. pilśniowe,
4. pokrywane różnymi okleinami
Stosuje się także różne rodzaje oklein:
1. drewnianych,
2. folii z tworzyw sztucznych
3. materiałów arkuszowych, (folie dekoracyjne, laminaty itp.),
a także elementy wykonane całkowicie z tworzyw sztucznych, wymagające malowania lub lakierowania.
Konieczność dobierania materiałów i odpowiedniej technologii wykończania wynika także z kształtu i wymiarów wykończanych wyrobów..
Uszlachetnianie drewna odbywa się różnymi procesami, np. poprzez:
...
Asiaczek25