Drewno - jego budowa i wady

Drewno jest tkanką roślinną pochodzącą z pnia żywego drzewa, które posiada budowę komórkową. Z czasem komórki tracą żywe składniki i twardnieją tworząc w ten sposób drewno właściwe lub korek. Na podstawie warstw drewna, (słojów) określa się wiek drzewa. Szerokość słoja zależy głównie od gatunku drewna, ale również wpływ ma klimat, wysokość terenu i jakość gleby. Nie bez znaczenia jest również wpływ otoczenia, naświetlenia oraz ilość opadów atmosferycznych.

Budowa drewna

Drewno jest materiałem posiadającym naturalną odporność. Jednym z warunków naturalnej jego trwałości jest udział w jego składzie ligniny w granicach 20 do 30%. Anatomiczna budowa drewna umożliwia jednak jego rozkład spowodowany przez grzyby.

W przekroju poprzecznym drzewa można określić:      

Rdzeń znajdujący się w centralnej części przekroju poprzecznego pnia. Składa się on z tkanki miękiszowej zbudowanej z komórek wypełnionych powietrzem. Rdzeń osłabia wytrzymałość drewna a ponadto jest podatny na atak czynników biologicznych.

Twardziel to wewnętrzna strefa drewna, która otacza rdzeń. Jest to tzw. drewno twarde, znacznie ciemniejsza niż biel. Na odporność twardziela wpływa wiek drzewa. Największą trwałość ma twardziel z drzewa w wieku 100 – 140 lat. W porównaniu z bielem, twardziel jest bardziej odporny na działanie czynników biologicznych. Jest też mniej skłony do pęcznienia i kurczenia się przy zmianach wilgotności. Niektóre gatunki drzew, jak np. buk wytwarzają tzw. fałszywą twardziel, który jest swoistym sposobem ochrony drzewa przed niską temperaturą, grzybami i wnikającym powietrzem.

Biel to żywa tkanka drewna o jasnej barwie, która otacza twardziel. Jest to tzw. drewno miękkie. Biel jest miejscem gromadzenia substancji zapasowych, przewodzi wodę oraz sole mineralne. W przypadku pojawienia się nadmiaru tych substancji, drewno staje się bardzo podatne na działanie grzybów barwiących drewno.

Miazga usytuowana jest między drewnem a łykiem i jest tkanką zdolną do wytwarzania nowych komórek.

Kora jest zewnętrzną warstwą przekroju pnia, wytwarzaną przez miazgę. Chroni drzewo przed czynnikami atmosferycznymi, a także biologicznymi. Składa się z łyka i tkanki korkowej.

Łyko to wewnętrzna warstwa kory. Tkanka ta bierze udział w transporcie cukrów oraz substratów do syntezy celulozy, itp. Po 2 latach łyko obumiera i przekształca się w włókna łykowe, pełniące funkcje elementów mechanicznych.

Korek jest warstwą wytwarzaną przez tkankę korkotwórczą. Warstwa korka charakteryzuję się tym, że nie przepuszcza  wody. Stanowi zabezpieczenie przed wahaniami temperatury i atakami szkodników drewna.

W drewnie rozróżnia się trzy zasadnicze przekroje: 

  1. podłużny styczny do słoja 
  2. podłużny promieniowy przechodzący przez rdzeń
  3. poprzeczny 

Procentowy skład chemiczny drewna przedstawia się następująco: 

  1. węgiel - około 49%
  2. tlen 44%
  3. wodór 6,0%
  4. azot około 0,5%
  5. popiół 0,5%

Udział procentowy zmienia się w zależności od rodzaju drewna, klimatu oraz gleby. Węgiel, tlen i wodór tworzą związki organiczne takie jak celulozę, ligninę i hemicelulozę. 

Skład chemiczny ma wpływ na właściwości drewna. Położenie celulozy wpływa bezpośrednio na wytrzymałość na rozciąganie, natomiast hemiceluloza i lignina gwarantują drewnu elastyczność i wytrzymałość na ściskanie. 

Wady drewna

Przystępując do określenia rodzaju i stopnia uszkodzenia drewna porównuje się je z wzorcem nie zawierającym sęków, o równomiernym rozkładzie słojów. Odchylenie od wzorca uznawane jest za wadę. Przy stosowaniu drewna w budownictwie należy być bardzo ostrożnym, gdyż niektóre wady powodują znaczne osłabienie właściwości drewna, a w konsekwencji powodują zagrożenie bezpieczeństwa konstrukcji.
 
Do najczęstszych wad drewna należą: wady kształtu pnia, wady budowy drewna, pęknięcia i zabarwienia oraz sęki. Uszkodzenia naturalne, mają wpływ na właściwości mechaniczne drewna. 
 
Wada kształtu pnia 
  1. zbieżystość, która polega na zmniejszaniu się średnicy drewna w kierunku ku wierzchołkowi. Zbieżystość jest to wartość różnicy pomiędzy średnicami podzielona przez ich odległość wyrażona w centymetrach na metr. Do wad kształtu pnia należy również rdzeń mimośrodowy, który powstaje w wyniku jednostronnego działania wiatru oraz rdzeń podwójny będący skutkiem zrośnięcia się dwóch pni
  2. krzywizna pnia, która jest obecna zarówno w drzewach jak też w drewnie. Jest to skrzywienie osi drzewa powstająca na skutek działania jednokierunkowych wiatrów. W samym drewnie występuje jako efekt niewłaściwej pielęgnacji podczas suszenia. Parametrem charakterystycznym jest strzałka wygięcia. Krzywizna wyrażona jest strzałką wygięcia podzieloną przez jej długość. Jednostką podobnie jak dla wady kształtu pnia jest centymetr na metr
Może występować krzywizna:
  1. jednostronna – posiada jedną strzałkę wygięcia, krzywizna zawarta jest w jednej płaszczyźnie, wada ta jest dopuszczalna w drewnie okrągłym
  2. dwustronna – posiada kilka strzałek wygięcia natomiast krzywizna zawarta jest w jednej płaszczyźnie
  3. wielostronna – strzałka wygięcia nie jest określona, a krzywizna leży w kilku płaszczyznach
Wady budowy drewna są związane z nieprawidłowościami w budowie drewna. Do nich zalicza się wady takie jak:
  1. drewno ciągliwe
  2. nierównomierna szerokość słojów rocznych
  3. przeżywiczenia
  4. pęcherz żywiczny
  5. twardzica
  6. wielordzenność
  7. zabitka
  8. zakorek
Pęknięcia są to miejscowe przerwania drewna będące wynikiem wpływu naprężeń wewnętrznych wywołanych np. wiatrem. Przerwanie poszczególnych warstw drzewa może być również następstwem kurczenia się warstw wywołanych różnicą temperatur, różnicą wilgotności oraz w wyniku uszkodzeń bezpośrednich będących następstwem działania ostrych narzędzi. 
 
Pęknięcia dzieli się na: 
  1. pęknięcia czołowe, które w zależności od kształtu dzielimy na rdzeniowe i okrężne
  2. boczne, które w zależności od przyczyny powstania dzielimy na mrozowe i z przesychania
  3. czołowo-boczne, które w zależności od głębokości dzielimy na płytkie i głębokie
 

 

Koniecznie zobacz nasze projekty!