„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
MINISTERSTWO EDUKACJI
NARODOWEJ
Bartosz Nowosadko
Klasyfikowanie surowca drzewnego
320[02].Z3.01
Poradnik dla ucznia
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2007
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
1
Recenzenci:
mgr inż. Iwona Rogozińska
mgr inż. Krzysztof Zamojski
Opracowanie redakcyjne:
mgr inż. Bartosz Nowosadko
Konsultacja:
dr inż. Janusz Figurski
mgr Czesław Nowak
Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 321[02].Z3.01
„Klasyfikowanie surowca drzewnego”, zawartego w modułowym programie nauczania dla
zawodu technik leśnik.
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2007
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
2
SPIS TREŚCI
1. Wprowadzenie
3
2. Wymagania wstępne
4
3. Cele kształcenia
5
4. Materiał nauczania
6
4.1. Zasoby drzewne w Polsce i na świecie
6
4.1.1. Materiał nauczania
6
4.1.2. Pytania sprawdzające
14
4.1.3. Ćwiczenia
14
4.1.4. Sprawdzian postępów
15
4.2. Drewno i jego właściwości
16
4.2.1. Materiał nauczania
16
4.2.2. Pytania sprawdzające
39
4.2.3. Ćwiczenia
40
4.2.4. Sprawdzian postępów
44
4.3. Klasyfikowanie surowca drzewnego
45
4.3.1. Materiał nauczania
45
4.3.2. Pytania sprawdzające
68
4.3.3. Ćwiczenia
68
4.3.4. Sprawdzian postępów
71
5. Sprawdzian osiągnięć
72
6. Literatura
76
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
3
1. WPROWADZENIE
Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy o klasyfikacji surowca drzewnego.
w poradniku znajdziesz:
–
wymagania wstępne – wykaz umiejętności, jakie powinieneś mieć już ukształtowane, abyś
bez problemów mógł korzystać z poradnika,
–
cele kształcenia – wykaz umiejętności, jakie ukształtujesz podczas pracy z poradnikiem,
–
materiał nauczania – wiadomości teoretyczne niezbędne do opanowania treści jednostki
modułowej,
–
zestaw pytań, abyś mógł sprawdzić, czy już opanowałeś określone treści,
–
ćwiczenia, które pomogą Ci zweryfikować wiadomości teoretyczne oraz ukształtować
umiejętności praktyczne,
–
sprawdzian postępów,
–
sprawdzian osiągnięć, przykładowy zestaw zadań. Zaliczenie testu potwierdzi opanowanie
materiału całej jednostki modułowej,
–
wykaz literatury uzupełniającej.
Schemat układu jednostek modułowych w module
321[02].Z3.01
Klasyfikowanie surowca
drzewnego
321[02].Z3.02
Wykonywanie prac pomiarowych
i szacunkowych w drzewostanach
321[02].Z3
Użytkowanir zasobów leśnych
321[02].Z3.03
Organizowanie prac z zakresu
pozyskiwania drewna i leśnych
użytków ubocznych
321[02].Z3.04
Prowadzenie gospodarki
łowieckiej
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
4
2. WYMAGANIA WSTĘPNE
Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:
−
korzystać z różnych źródeł informacji,
−
współpracować w grupie.
−
charakteryzować budowę i funkcje tkanek i organów roślinnych,
−
rozpoznać gatunki roślin (przede wszystkim drzew), które mają podstawowe znaczenie
w gospodarce leśnej,
−
wymieniać niektóre, podstawowe elementy budowy drzewa i drewna.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
5
3. CELE KSZTAŁCENIA
W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:
−
określić znaczenie surowca drzewnego w gospodarce,
−
określić zasoby surowca drzewnego w Polsce, Europie i na świecie,
−
scharakteryzować budowę drzewa i drewna,
−
określić funkcje poszczególnych elementów makroskopowej budowy pnia,
−
rozpoznać rodzaje drewna na podstawie jego budowy makroskopowej,
−
określić różnice w makroskopowej budowie drewna drzew iglastych i liściastych,
−
posłużyć się przyrządami do badania właściwości fizycznych i mechanicznych drewna,
−
wykonać badania właściwości drewna,
−
sklasyfikować drewno w zależności od jego właściwości fizycznych i mechanicznych,
−
rozpoznać rodzaje, określić właściwości i przeznaczenie drewna,
−
scharakteryzować zmiany zachodzące w drewnie wynikającez zawartości wody,
−
rozpoznać wady drewna okrągłego,
−
określić wpływ wad występujących w drewnie na jego jakość i możliwości zastosowania,
−
scharakteryzować metody klasyfikacji i pomiaru surowca drzewnego,
−
określić zasady manipulacji i możliwości wykorzystania surowca drzewnego,
−
posłużyć się sprzętem do manipulacji, cechowania i odbiórki surowca drzewnego,
−
wykonać czynności związane z pomiarem, obliczaniem miąższości i cechowaniem
pozyskanego surowca drzewnego,
−
sklasyfikować surowiec drzewny w oparciu o obowiązujące normy.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
6
4. MATERIAŁ NAUCZANIA
4.1. Zasoby drzewne w Polsce i na świecie
4.1.1. Materiał nauczania
Jak wynika z opracowań GUS prezentującego nasze zasoby leśne, powierzchnia
wszystkich polskich lasów w 2006r. wynosiła 9026 tys.ha i w stosunku do poprzednich
dziesięcioleci powoli, ale systematycznie rośnie. Również lesistość Polski osiąga coraz wyższy
wskaźnik; w 1997r. lasy pokrywały 28,1% kraju, a w roku 2006–28,9%. Gdy w 1997r. na
jednego statystycznego mieszkańca Polski przypadało 0,228ha lasu, to w roku 2006 wskaźnik
ten wzrósł do 0,237ha.
Na tle Europy z lesistością określoną na 30% (wyższą niż w statystykach krajowych, gdyż
liczoną tylko w stosunku do obszarów lądowych) plasujemy się w środku stawki. Bardzo
wysoką, bo szóstą pozycję zajmuje Polska pod względem zasobów i biomasy leśnej,
szacowanych na 1864 milionów metrów sześciennych. Tu wyprzedzają nas tylko Rosja,
Szwecja, Francja, Finlandia i Ukraina. Bardzo optymistyczne dane dla naszego leśnictwa
dotyczą trendów zmian defoliacji (uszkodzeń) drzew w niektórych krajach Europy w ciągu
ostatnich 10 lat. Tylko w ubiegłym roku (w stosunku do roku 2005) ilość drzew
z uszkodzonym aparatem asymilacyjnym zmalała w Polsce aż o 10,6 proc. Był to jeden
z dwóch najwyższych wskaźników wśród 34 badanych krajów.
PGL LP gospodaruje gruntami o powierzchni 7592,2tys. ha, z czego 7249,8tys. ha
stanową lasy (dane za 2006 rok). Mimo pozyskiwania rocznie ponad 30 milionów metrów
sześciennych drewna, zasoby drewna na pniu i powierzchnia lasów PGL LP wciąż rosną.
w 2006r. przedsiębiorstwo miało nadwyżkę dochodów w wysokości 197,6mln PLN brutto.
Tabela 1. Zasoby, biomasa i użytkowanie uboczne lasów w wybranych państwach członkowskich, na tle ich
lesistości
zasoby
Kraj
ogólnie
ha
les.%
w mln m
3
komercyjne
w % ogółem
drewna na
pniu na 1
ha w m
3
biomasa
drzewna
w mln ton
Pozyskanie
niedrzewnyc
h w tonach
Rosja
887673 47,9
80479
49,2
100
88815
800
Szwecja
32138 66,9
3155
76,8
115
3010
35860
Francja
17531 28,3
2465
93,5
158
2452
-
Finlandia 23479 73,9
2158
84,1
96
1666
47000
Ukraina
10523 16,5
2119
63,8
221
1698
936
Polska
9192 30,0
1864
94,4
203
1804
15088
Włochy
11026 33,9
1447
70,1
145
1431
79155
Białoruś
8808 38,0
1411
82,8
179
1295
15000
Turcja
20864 13,2
1400
86,6
138
1633
9979
Rumunia
6628 27,7
1347
98
212
1314
-
Austria
3980 46,7
1159
97,7
300
-
-
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
7
Tabela 2. Powierzchnia lasów i innych terenów leśnych w państwach członkowskich UE
Powierzchnia lasów i innych terenów leśnych
drzewostany
razem Pierwot.
nat.
zmod.
półnat.
plantacj
e
iglate
liśc.
miesz.
inne
tereny
na 1
mieszk.
Kraj
ogólnie
ha
les.%
w tysiącach ha
Albania
1055
29,0
794
85
621
0
89
141
560
329
261
0,33
Austria
3980
46,7
3862
34
.
3806
0
2613
470
757
118
0,49
Belgia
694
22,0
667
0
0
392
275
283
339
46
27
0,07
Białoruś
8808
38,0
7894
400
5712
1780
2
3046
1751
3067
914
0,90
Bośnia
i Hercegow
2734
43,1
2185
2
1184
857
142
.
.
.
549
0,71
Bułgaria
3652
32,8
3625
257
.
2365
969
793
2421
376
27
0,47
Chorwacja
2481
38,2
2135
10
2063
0
61
168
1448
159
346
0,55
Cypr
388
18,9
174
22
111
36
5
171
1
0
214
0,50
Dania
636
11,8
500
0
6
179
315
268
143
75
136
0,12
Estonia
2366
53,9
2284
142
1390
751
1
788
416
812
82
1,76
Finlandia
23479
73,9
22500
1419
0
21081
0
17525
1773
2734
802
4,50
Francja
17531
28,3
15554
30
.
13556
1968
4124
9667
1365
1708
0,29
Grecja
6532
29,1
3752
0
3618
0
134
1429
1930
0
2780
0,59
Hiszpania
28214
35,9
17915
812
11582
4050
1471
5879
5123
2507
10299
0,68
Irlandia
710
9,7
669
0
0
90
579
516
80
28
41
0,18
Islandia
158
0,5
46
0
17
0
29
10
18
2
104
0,54
Lichtenstein
7
43,1
7
2
5
.
0
3
2,1
1,8
0
0,21
Litwa
2238
33,5
2099
26
1548
384
141
936
732
366
77
0,65
Luksemburg
88
33,5
87
.
.
58
28
31
53
2
1
0,20
Łotwa
3085
47,4
2941
14
2282
644
1
1127
534
1223
115
1,34
Macedonia
988
35,8
906
0
876
.
30
.
.
.
82
0,48
Malta
0,347
1,1
0,347
0
0
0
0
0
0
0,347
0
0,00
Mołdowa
360
10,0
329
0
328
0
1
4
320
0
31
0,09
Niderlandy
365
10,8
365
0
0
361
4
143
146
50
0
0,02
Niemcy
11076
31,7
11076
0
0
11076
0
6052
2715
1973
.
0,13
Norwegia
12000
30,7
9387
250
.
8875
262
4930
1962
181
2613
2,62
Polska
9192
30,0
9192
53
.
9107
32
6949
2160
83
.
0,24
Portugalia
3867
41,3
3783
55
.
2494
1234
876
2002
430
84
0,37
Republika
Czeska
2744
34,3
2648
0
14
2634
0
820
346
1464
0
0,27
Rosja
887673 47,9 808790 255470 536358
.
16963 324147 113451 372769 74185
6,22
Rumunia
6628
27,7
6370
233
651
5339
149
1909
4392
0
258
0,30
Słowacja
1961
40,1
1929
24
946
940
19
616
939
372
.
0,36
Słowenia
1332
62,8
1264
119
1107
38
0
344
427
372
44
0,67
Szwajcaria
1288
30,9
1221
14
15
1188
4
671
269
233
67
0,17
Szwecja
32138
66,9
27528
4726
.
22135
667
20900
1808
4585
3257
3,58
Turcja
20864
13,2
10175
975
5925
738
2537
6563
3464
0
10689
0,29
Ukraina
10523
16,5
9575
59
4729
4399
388
3711
4745
1002
41
0,22
Węgry
2071
21,5
1976
0
415
1016
545
189
1455
229
0
0,21
W Brytania
2889
11,8
2845
0
646
275
1924
1554
1005
192
20
0,05
Włochy
11026
33,9
9979
.
.
.
146
2094
7071
692
1047
0,19
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
8
Do powierzchni gruntów leśnych – w rozumieniu ustawy o lasach – zalicza się grunty: −
o zwartej powierzchni co najmniej 0,10ha pokryte roślinnością leśną (powierzchnia zalesiona)
lub przejściowo jej pozbawione (powierzchnia niezalesiona). Są to grunty przeznaczone do
produkcji leśnej lub stanowiące rezerwaty przyrody, wchodzące w skład parków narodowych
lub wpisane do rejestrów zabytków. Kategoria ta w statystyce jest określana jako „powierzchnia
lasów” (do 1991r. „powierzchnia leśna”),− związana z gospodarką leśną, zajęta pod
wykorzystywane dla potrzeb gospodarki leśnej: budynki i budowle, linie podziału
przestrzennego lasu, drogi leśne, szkółki leśne, miejsca składowania drewna, urządzenia
melioracji wodnych, tereny pod liniami energetycznymi, parkingi leśne i urządzenia
turystyczne.
Powierzchnia zalesiona obejmuje grunty pokryte uprawami, młodnikami i starszymi
drzewostanami oraz plantacjami: topoli, nasiennymi i drzew szybkorosnących.
Powierzchnia niezalesiona obejmuje grunty:
−
znajdujące się w produkcji ubocznej (tj. plantacje choinek, krzewów, poletka łowieckie na
gruntach leśnych);
−
przejściowo pozbawione drzewostanu i przewidywane do odnowienia w najbliższych
latach (tj. zręby, halizny, płazowiny);
−
przewidziane do objęcia ochroną prawną (np. zaliczane do lasów śródleśne „oczka”,
nieużytkowane płaty roślinności – hale i połoniny);
−
przeznaczone do wyłączenia z produkcji grunty leśne wylesione (np. zalewiska
i zapadliska na obszarze szkód górniczych).
Tabela 3. Pozyskanie drewna – grubizny w wybranych krajach.
2002
2003
2004
2005
KRAJE
w mln m
3
udział
w świecie w %
zużycie na 1
mieszkańca
w m
3
ŚWIAT
3298,7
3367,9
3423
3502,7
100
0,54
Afryka
598,1
608,7
616,8
632,7
18,06
0,71
Etiopia
92,7
94,5
96
97,4
2,78
1,31
Dem Rep Konga
70,9
72,2
73,4
74,7
2,13
1,33
Nigeria
69,5
69,9
70,3
70,7
2,02
0,54
Ameryka Północna
738,4
732,3
764,4
765,6
21,86
1,47
St Zjedn Ameryki
448
448,5
461,7
471,9
13,47
1,55
Kanada
196,6
190,1
208,4
199,3
5,69
6,26
Ameryka Południowa
327,2
356,3
352
367,8
10,5
0,98
Brazylia
231
256,1
243,4
255,9
7,31
1,4
Chile
37,8
37
42,6
46,1
1,32
2,83
Azja
999,8
1003,3
1010,7
1017
29,03
0,27
Indie
319,4
321
326,6
328,7
9,38
0,3
Chiny
284,2
286,1
286,1
286,1
8,17
0,24
Europa
578,4
607,7
620,3
661,2
18,88
0,88
Rosja
165
174
178,4
186,5
5,32
0,98
Szwecja
66,6
67,1
67,3
98,7
2,82
11,7
Niemcy
42,4
51,2
54,5
56,9
1,62
0,65
Finlandia
53
53,8
53,8
51,6
1,47
12,84
Francja
35,4
32,8
33,6
34,4
0,98
0,54
Polska
27,1
30,8
32,7
31,9
0,91
0,87
Austria
14,8
17,1
16,5
16,5
0,47
3,01
Oceania
56,8
59,6
58,8
58,4
1,67
1,5
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
9
Tabela 4. Pozyskanie drewna – grubizny w świecie według rodzajów.
2002
2003
2004
2005
2002
2003
2004
2005
grubizna iglasta
grubizna liściasta
KRAJE
w mln m
3
ŚWIAT
1185
1225
1269
1313
2114
2143
2154
2190
Afryka
25,7
24,8
24,9
25,2
572,4
583,9
591,9
607,5
Ameryka Północna
475,7
474,4
505,2
506
262,6
257,9
259,2
259,4
Am Południowa
77,5
93
92,1
93,9
249,7
263,3
259,9
273,9
Azja
180,3
181,4
182,9
184
819,5
821,9
827,8
832,6
Oceania
35,4
37
35
33,8
21,4
22,7
21,8
24,5
Europa
389,9
414,8
429,2
470
188,6
193
191,1
191,7
Tabela 5. Pozyskanie drewna – grubizny w Europie według rodzajów.
2002
2003
2004
2005
2002
2003
2004
2005
grubizna iglasta
grubizna liściasta
KRAJE
w mln m
3
Europa
389,9
414,8
429,2
470
188,6
193
191,1
191,7
Rosja
99,8
110,8
119,9
125
65,2
63,2
58,5
62
Szwecja
60,2
60,6
60,8
91,3
6,5
6,6
6,6
7,4
Niemcy
33,2
40,3
43,8
45,9
9,2
10,9
10,7
11
Finlandia
44,5
45,1
45,2
42,9
8,5
8,6
8,6
8,7
Francja
22,1
19,9
20,5
21
13,4
12,9
13,1
13,5
Polska
19,8
21,9
23,5
23
7,3
8,9
9,2
8,9
Austria
12,7
14,7
14,1
14
2,2
2,3
2,4
2,5
Hiszpania
8,9
9
9,1
8,7
6,9
7,1
7,2
6,8
Republika Czeska
13
13,7
13,9
13,9
1,5
1,5
1,7
1,6
Ukraina
5,9
6,5
7,1
7,1
6,4
7,3
7,7
7,5
Rumunia
6,6
6,6
5,8
5,6
8,6
8,9
10
8,9
Łotwa
8,6
7
6,7
8,7
4,9
5,9
6
4,2
Portugalia
3,3
3,5
4,2
4
5,5
6,1
6,7
7,1
Termin grubizna określa się jako: miąższość drewna od wysokości pniaka, o średnicy
w cieńszym końcu co najmniej 7cm w korze lub drewno okrągłe o średnicy w cieńszym końcu
bez kory co najmniej 5cm. Grubiznę w korze określa się jako grubiznę brutto, bez kory
grubiznę netto.
Drzewostany w klasie odnowienia KO są to drzewostany rębne i przeszłorębne
podlegające jednocześnie użytkowaniu i odnowieniu (pod osłoną), w których co najmniej 50%
powierzchni (w drzewostanach użytkowanych rębniami gniazdowymi co najmniej 30%)
zostało odnowione naturalnie lub sztucznie oraz drzewostany młodszych klas wieku
wymagające przebudowy za pomocą rębni złożonych z uwagi na złe efekty produkcyjne.
Drzewostany w klasie do odnowienia KDO obejmują drzewostany rębne i przeszłorębne
użytkowane
rębniami złożonymi, które wymagają uprzedniego odnowienia jako
bezwzględnego warunku kontynuacji cięć tymi rębniami.
Drzewostany o budowie przerębowej są to drzewostany składające się z grup i kęp drzew
w różnym wieku i wysokości, przenikające się na wzajem na całej powierzchni, w których
prowadzone
są
jednocześnie
zabiegi
związane
z
użytkowaniem,
odnowieniem
i pielęgnowaniem lasu.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
10
Tabela 6. Powierzchnia lasów w zarządzie lasów państwowych według klas wieku i składu gatunkowego
drzewostanów w 2006r
W tym powierzchnia zalesiona
drzewostany
klasy wieku
GRUPY RODZAJOWE DRZEW
Ogółem
razem
I
II
III
IV
V
VI
VII
i starsze
KO, KDO,
BP
O G Ó Ł E M
7042,5
6950,6
766,4
1192,4
1705,3
1350,4
953,6
413,2
196,0
373,3
%
100,0
98,7
10,9
16,9
24,2
19,2
13,5
5,9
2,8
5,3
Drzewa iglaste
5383,0
5316,2
507,3
919,2
1363,2
1073,7
785,1
315,0
120,3
232,4
%
100,0
98,8
9,4
17,1
25,3
20,0
14,6
5,9
2,2
4,3
sosna i modrzew
4858,2
4796,5
460,6
823,2
1287,3
987,6
700,7
272,7
101,3
163,1
%
100,0
98,7
9,5
16,9
26,5
20,3
14,4
5,6
2,1
3,4
świerk
384,1
379,7
43,3
82,2
54,3
66,3
58,5
24,2
11,8
39,1
%
100,0
98,9
11,3
21,4
14,1
17,3
15,2
6,3
3,1
10,2
jodła i jedlica
140,7
140,0
3,4
13,8
21,6
19,8
25,9
18,1
7,2
30,2
%
100,0
99,5
2,5
9,8
15,3
14,1
18,4
12,8
5,1
21,5
Drzewa liściaste
1659,5
1634,4
259,1
273,2
342,1
276,7
168,5
98,2
75,7
140,9
%
100,0
98,5
15,6
16,5
20,6
16,7
10,1
5,9
4,6
8,5
dąb, jesion, klon, jawor i wiąz
518,4
508,6
103,2
68,4
78,2
71,7
57,4
54,0
52,1
23,6
%
100,0
98,1
20,0
13,2
15,1
13,8
11,1
10,4
10,0
4,5
buk
357,8
354,6
35,4
37,1
40,6
58,1
61,0
35,3
20,0
67,1
%
100,0
99,1
9,9
10,4
11,3
16,2
17,0
9,9
5,6
18,8
grab
20,3
20,3
1,0
1,1
5,0
5,5
2,3
0,7
0,9
3,8
%
100,0
100,0
5,0
5,5
24,7
27,2
11,2
3,3
4,4
18,7
brzoza i robinia akacjowa
410,6
407,8
59,7
89,3
141,0
76,4
16,8
1,4
0,1
23,1
%
100,0
99,3
14,5
21,8
34,4
18,6
4,1
0,3
0,0
5,6
olcha
309,0
300,3
43,0
69,6
71,6
61,3
29,3
6,0
2,1
17,4
%
100,0
97,2
13,9
22,5
23,3
19,8
9,5
1,9
0,7
5,6
osika, lipa i wierzba
16,5
16,0
0,6
3,6
3,8
3,3
1,5
0,8
0,5
1,9
%
100,0
97,0
3,6
21,8
23,2
20,0
9,6
4,6
2,7
11,5
topola
26,9
26,8
16,2
4,1
1,9
0,4
0,2
0,0
0,0
4,0
%
100,0
99,4
60,2
15,2
7,1
1,3
0,6
0,0
0,0
15,0
Zręby są to grunty przejściowo pozbawione drzewostanu w ciągu ostatnich 2 lat (do
1994r. – w ciągu ostatnich 5 lat), a w razie klęsk żywiołowych w ciągu ostatnich 5 lat
i przewidywane do odnowienia w najbliższych latach.
Halizny są to grunty przejściowo pozbawione drzewostanu dłużej niż 2 lata (do 1994r. –
dłużej niż 5 lat), a w razie klęsk żywiołowych dłużej niż 5 lat, oraz uprawy i młodniki i klasy
wieku o zadrzewieniu niższym niż 0,5 (pełne zadrzewienie – 1,0), przewidywane do
odnowienia w najbliższych latach.
Płazowiny są to grunty porośnięte drzewami II klasy wieku (21–40 lat) o zadrzewieniu do
0,3 włącznie albo drzewami III i wyższych klas wieku (41 lat i więcej) o zadrzewieniu do 0,2
włącznie, z wyjątkiem drzewostanów w klasie odnowienia i do odnowienia.
Przestoje są to drzewa od II klasy wieku wzwyż (wykazujące miąższość grubizny) na
gruntach leśnych niezalesionych i w uprawach nie zaliczane do składu gatunkowego oraz
drzewa powyżej II klasy wieku rozmieszczone pojedynczo lub grupami w drzewostanach
i przeznaczone do usunięcia w i 10–leciu.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
11
Tabela 7. Powierzchnia lasów według gatunków panujących w Polsce dla poszczególnych RDLP
powierzchnia
Sosna
i modrzew
świerk
jodła
i jedlica
dąb, jesion,
klon, jawor
i wiąz
buk
brzoza
i robinia
olcha
RDLP
ha
%
O G Ó Ł E M
7043
100,00
68,9
5,5
2,0
7,4
5,1
5,8
4,4
Białystok
569
8,08
62,7
11,0
0,0
7,7
0,1
9,1
8,1
Gdańsk
283
4,02
69,4
4,2
0,1
5,3
12,8
5,2
2,5
Katowice
593
8,42
65,8
9,9
1,1
7,6
5,1
6,4
3,3
Kraków
168
2,39
32,7
9,7
19,8
7,1
26,1
1,4
2,4
Krosno
398
5,65
38,7
3,6
16,6
5,3
24,5
2,5
7,1
Lublin
391
5,55
68,8
0,4
1,2
13,4
1,6
6,8
5,9
Łódź
282
4,00
83,4
0,4
0,4
6,0
0,4
4,6
4,0
Olsztyn
563
7,99
65,5
5,7
0,0
8,5
4,0
9,7
5,6
Piła
337
4,78
86,9
1,1
0,0
4,2
1,3
3,8
2,4
Poznań
406
5,76
77,0
0,8
0,1
11,5
0,7
4,6
4,4
Radom
308
4,37
73,3
0,6
8,6
6,5
2,7
3,9
3,7
Szczecin
634
9,00
76,7
1,8
0,1
5,4
4,8
5,2
5,4
Szczecinek
564
8,01
71,6
4,4
0,1
4,4
8,2
7,7
3,0
Toruń
421
5,98
86,2
0,5
0,0
5,4
0,8
3,6
2,7
Warszawa
181
2,57
79,1
0,4
0,1
7,8
0,1
6,0
5,7
Wrocław
522
7,41
47,4
25,9
0,1
12,8
3,6
6,2
3,1
Zielona Góra
423
6,01
84,8
0,6
0,1
4,8
1,1
5,1
2,5
Historia rozwoju przemysłu drzewnego
Drewno od najdawniejszych czasów służyło człowiekowi jako materiał do wyrobu broni,
sprzętów, narzędzi i budowy domów. Różne przedmioty drewniane, wykonywane przez
człowieka, spotyka się już w neolicie (czółno). W starożytnym Egipcie znany był wyrób forniru
na intarsje, rzeźbienie wyrobów drzewnych. Grecy przy wyrobie mebli i sprzętów stosowali
polerowanie, barwienie i nasycanie drewna. Ręczna piła do drewna pojawiła się w Rzymie
około 250r. p.n.e. Obróbka drewna stała w starożytności dość wysoko, o czym świadczy
choćby budowa ogromnych jak na owe czasy flot morskich Fenicji, Kartaginy i Rzymu, która
pochłonęła wielkie ilości drewna i spowodowała wyniszczenie dużych obszarów lasów na
wybrzeżu Morza Śródziemnego. Mechaniczna obróbka drewna pojawiła się około 50r., kiedy
to powstały pierwsze prymitywne tartaki wodne. Około 450r. zbudowano taki tartak
w Niemczech nad Mozelą. Ten rodzaj obróbki drewna zaczął się rozpowszechniać dopiero po
roku 1000. Aż do XIX w. stosowano napęd wodny. Pierwsze prototypy traków pojawiły się
około 1575r., ale dopiero sto lat później zbudowano modele zbliżone do współczesnych. Piły
tarczowe zastosowano pod koniec XVIIIw. w Anglii. O właściwym rozwoju przemysłu
drzewnego można mówić dopiero na początku XIXw. Fabryczna produkcja ołówków
rozpoczęła się w 1825r., mebli giętych w 1834r., zapałek w 1848r., oklein w 1843r. Na
początku drugiej połowy XIXw. rozpoczęto wyrabiać sklejkę. Dalszy rozwój mechanicznego
przerobu drewna przypada na pierwszą połowę XXw., kiedy to powstały ogromne fabryki
mebli, stolarnie budowlane, wytwórnie wagonów, opakowań drewnianych, zapałek itp.
w latach trzydziestych rozwinęła się silnie produkcja płyt stolarskich i sklejki oraz pojawiły się
płyty pilśniowe produkowane metodą mokrą. Od lat pięćdziesiątych szybko rozwija się
przemysł płyt wiórowych. Lata dziewięćdziesiąte to intensywny rozwój płyt orientowanych
(OSB) oraz płyt pilśniowych produkowanych metodą suchą (MDF i HDF).
Chemiczny przerób drewna sięga również czasów starożytnych. Rozkładowa destylacja
drewna dla pozyskania smoły i dziegciu była znana w Egipcie. Produkcja smoły drzewnej
odgrywała dużą rolę aż do czasów nowożytnych, gdyż ogromne jej ilości zużywano na środki
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
12
bojowe oraz do uszczelniania statków i okrętów. Wypalanie drewna na smołę trwało z dużym
nasileniem aż do połowy XIXw., kiedy to zastosowanie stali do budowy statków i okrętów
wyeliminowało smołę jako materiał uszczelniający statki drewniane. Podobnie było
z wypalaniem drewna na potaż, używany do wyrobów tkackich, szkła i mydła. Dopiero
wynalezienie przez Solvaya metody produkcji sody w drugiej połowie XIXw. zahamowało ten
rodzaj rzemiosła. Rozwój metalurgii, szczególnie w czasach nowożytnych aż do końca XIX
w., powodował masowe wypalanie drewna na węgiel drzewny. i tu dopiero nowe metody
wyrobu stali zahamowały ten rodzaj chemicznego przerobu drewna.
Nowoczesny przemysł chemicznego przerobu drewna powstaje ok. połowy XIXw. Na
początek XXw. przypada rozwój rozkładowej destylacji drewna, nastawionej nie tylko na
produkcję węgla drzewnego i smoły, ale głównie na przerób innych produktów destylacji, jak
kwas octowy i alkohol metylowy. Ekstrakcja garbników zaczęła się około 1825r., produkcja
celulozy i ścieru ok. 1843r., sztucznego włókna około 1891r.; hydrolizę drewna wprowadzili
w 1913r. Willstater i Bergius.
Przemysł impregnacji drewna powstaje ok. połowy ubiegłego wieku, gdy wyłania się
potrzeba przedłużenia trwałości zużywanych w coraz większych ilościach podkładów
kolejowych i słupów linii napowietrznych. W roku 1840 została opracowana metoda Kyana
(nasycenie sublimatem), w 1846r. – metoda Boucheriego (siarczan miedzi), w 1902r. metoda
Riipinga (olej kreozotowy); w 1907r. Wolmann wprowadza metodę nasycania drewna
fluorkami i innymi solami mineralnymi (tzw. sole Wolmanna).
Drewno jest więc jednym z podstawowych surowców warunkujących rozwój cywilizacji;
jest ono również jednym z podstawowych surowców umożliwiających utrzymanie się przy
życiu ogromnych rzesz ludności, głównie w krajach rozwijających się w pierwszym przypadku
warunkuje rozwój informatyki (papier), energetyki (kopalniak), komunikacji (podkłady
kolejowe), chemii (celuloza, węgiel aktywowany), gospodarki komunalnej (budownictwo,
oczyszczanie ścieków i wody pitnej) itp. Nic więc dziwnego, że obserwuje się ciągły nacisk na
wzrost wyrębów w świecie.
Od lat siedemdziesiątych ubiegłego wieku produkcja drewna w świecie wzrosła o około
100%. Najmniejszy wzrost, wynoszący, nastąpił w Europie, a największy, wynoszący w Azji (z
wyłączeniem Rosji).
W całym tym okresie roczna produkcja drewna była niższa od przyrostu drzewostanów
świata, który szacunkowo wynosi 10mld m
3
.
W latach dziewięćdziesiątych sytuacja uległa znacznej zmianie. w roku 1996 pozyskanie
światowe wynosiło praktycznie rzecz biorąc tyle co i na początku dekady. Średni roczny
wzrost ilości pobranej masy był mniejszy niż 1%. w Europie zaznaczył się wyraźny spadek
pozyskiwania o około 100 milionów m
3
. Nawet w Azji, gdzie dotychczas przyrost ilości
pozyskanego drewna był największy, w ostatnim okresie był on nieznaczny.
Rodzaje i podział przemysłu drzewnego
Przemysł drzewny jest to gałąź gospodarki zajmująca się przerobem surowca drzewnego
na określone materiały lub wyroby. Zależnie od stosowanych metod przemysł drzewny dzieli
się na mechaniczny, chemiczny i fizyko-chemiczny, czyli przemysł ulepszania drewna.
Przemysł mechanicznego przerobu drewna stosuje prawie wyłącznie mechaniczne metody
przerobu, polegające na:
a) dzieleniu drewna na mniejsze elementy foremne,
b) nadawaniu odpowiedniego kształtu,
c) łączeniu ich w określone konstrukcje,
d) obróbce i uszlachetnianiu powierzchni drewna przez pokrywanie powłokami farb,
lakierów, laminatów itp.,
e) łączeniu z innymi materiałami (metale, tworzywa sztuczne, materiały tapicerskie itp.).
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
13
Przy mechanicznym przerobie drewna jego natura, właściwości fizyczne i chemiczne nie
ulegają zmianie i w zasadzie zachowuje ono wszystkie swoje charakterystyczne właściwości
rozpoznawalne makroskopowo.
Przemysł mechaniczny przerobu drewna dzieli się na pierwiastkową obróbkę drewna
i wtórny przerób drewna. Obróbka pierwiastkowa polega prawie wyłącznie na podziale drewna
na mniejsze elementy przez przepiłowanie wzdłuż i w poprzek włókien bez obróbki
powierzchni lub łączenia. Podstawowym działem jest tu tartacznictwo produkujące tarcicę.
Wtórny przerób drewna stosuje daleko posunięte metody podziału i łączenia drewna
w konstrukcje, obróbkę i uszlachetnianie ich powierzchni, łączenie z innymi materiałami itp.
Należy tu meblarstwo, produkcja stolarki budowlanej, szkutniczej, stolarki dla różnego rodzaju
pojazdów (wagony, skrzynie samochodowe, wozy), produkcja parkietu, opakowań
drewnianych, płyt różnego rodzaju, galanterii drzewnej, zapałek itd. Ten dział cechuje się
wielką różnorodnością technologii i wyrobów.
Przemysł chemicznego przerobu drewna stosuje głównie chemiczne metody przerobu,
polegające na wyodrębnieniu poszczególnych składników drewna, na rozkładzie drewna lub
jego składników i przerobie ich, często z dodatkiem innych ciał chemicznych, na nowe,
odmienne od drewna produkty. Przy przerobie chemicznym drewna jego natura oraz własności
fizyczne i chemiczne ulegają daleko idącym zmianom i w zasadzie otrzymane produkty
zatracają cechy i właściwości drewna i w niczym go prawie nie przypominają.
Przemysł chemiczny przerobu drewna można również podzielić na kilka działów: przemysł
celulozowo-papiemiczy, termiczny rozkład drewna, ekstrakcja, hydroliza.
Grupę pośrednią stanowi przemysł ulepszania drewna stosujący metody fizyko-chemiczne,
mające na celu przedłużenie trwałości różnych własności drewna lub ich zwiększenie
i polepszenie. Należy tu przemysł płytowy, impregnacja drewna, metalizacja, bakelizacja,
zagęszczanie drewna (lignoston), drewno warstwowe (lignofol). Największe znaczenie ma tu
przemysł płytowy, szybko się rozwijający i przerabiający drewno od najwyższej do najniższej
jakości. Duże gospodarcze znaczenie ma również impregnacja drewna, szczególnie
w niektórych działach gospodarki (nasycanie podkładów kolejowych i słupów do linii
napowietrznych).
Podział przemysłu drzewnego zależnie od metod przerobu przedstawiono na
następującym schemacie.
A. Przemysł mechanicznego przerobu drewna:
a) obróbka pierwiastkowa – tartacznictwo, produkcja oklein, wełny drzewnej,
kompletów skrzynkowych, frezów i parkietu,
b) przerób wtórny – meblarstwo, szkutnictwo, beczkarstwo, produkcja stolarki
budowlanej, drewnianych części wagonów i pojazdów, drewnianych części maszyn
i urządzeń rolniczych oraz przemysłowych, drewnianych instrumentów muzycznych,
sprzętu sportowego, zapałek, ołówków, galanterii drzewnej.
B. Przemysł chemicznego przerobu drewna:
a) celulozowo-papierniczy – produkcja ścieru, mas półchemicznych, celulozy, papieru
i tektury, sztucznego włókna,
b) piroliza – destylacja rozkładowa drewna liściastego i iglastego (karpiny),
zgazowywanie drewna, wypalanie węgla drzewnego,
c) ekstrakcja – garbników z drewna i kory, produktów żywicznych z karpiny,
d) hydroliza drewna.
C. Przemysł fizyko-chemicznego przerobu drewna:
a) przemysł płytowy – sklejka, płyty stolarskie, pilśniowe i wiórowe,
b) produkcja drewna ulepszonego – drewno warstwowe, prasowane,
c) nasycanie drewna – owadobójcze, przeciwgrzybowe i przeciwogniowe,
d) produkcja mąki drzewnej.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
14
4.1.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jaka jest lesistość Polski?
2. Jaka jest powierzchnia lasów w Polsce?
3. Ile lasu w Polsce przypada na jednego mieszkańca?
4. Ile lasu w Europie przypada na jednego mieszkańca?
5. Jaka jest lesistość Europy?
6. Jakie jest pozyskanie drewna w świecie, Europie i w Polsce?
7. Jaka RDLP ma najwięcej lasów?
8. Jaka (jakie) RDLP ma najwięcej drzewostanów z panującą sosną?
9. Jaka (jakie) RDLP ma najwięcej drzewostanów z panującym świerkiem?
10. Jaka (jakie) RDLP ma najwięcej drzewostanów z panującym dębem?
11. Jaka (jakie) RDLP ma najwięcej drzewostanów z panującą jodłą?
12. W jakich klasach wieku w Polsce panują drzewostany liściaste?
13. W jakich klasach wieku w Polsce panują drzewostany iglaste?
14. Jakie są rodzaje przerobu drewna?
15. Jakie są charakterystyki poszczególnych rodzajów przerobu drewna?
4.1.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Na podstawie zestawień statystycznych wykonaj wykres słupkowy występujących
w danym RDLP panujących gatunków drzew w drzewostanach. Porównaj dane z wykresem
dla całej Polski i wykresami innych.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) wybrać odpowiednie tabele w opracowaniach GUS dotyczących gatunków panujących dla
poszczególnych RDLP,
2) wykonać wykres słupkowy, zaznaczając na osi X gatunek a na osi Y procentowy udział
gatunku,
3) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
4) podjąć dyskusje dotyczącą porównania wyników.
Wyposażenie stanowiska pracy:
−
poradnik dla ucznia,
−
odpowiednie, aktualne zestawienie GUS dla leśnictwa,
−
kartka papieru,
−
linijka,
−
długopis.
Ćwiczenie 2
Na podstawie zestawień statystycznych określ ilość pozyskanego drewna w roku
ubiegłym, odnajdź informacje o ilości drewna eksportowanego i importowanego z i do Polski.
Odpowiednie ilości przedstaw w postaci wykresu słupkowego.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
15
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) wybrać odpowiednie tabele w opracowaniach GUS dotyczących pozyskania drewna
i zestawień międzynarodowych,
2) wypisać ilość drewna pozyskanego, importowanego i eksportowanego,
3) wykonać wykres słupkowy, zaznaczając na osi X gatunek a na osi Y procentowy udział
gatunku,
4) zaprezentować wykonane ćwiczenie.
Wyposażenie stanowiska pracy:
−
poradnik dla ucznia,
−
odpowiednie, aktualne zestawienie GUS dla leśnictwa,
−
kartka papieru,
−
linijka,
−
długopis.
4.1.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak
Nie
1) scharakteryzować strukturę lasów w Polsce?
2) scharakteryzować wybrane elementy struktury lasów europejskich?
3) opisać strukturę gatunkową lasów w zależności od RDLP?
4) podać wartość pozyskania drewna w Polsce, Europie i świecie?
5) wymienić rodzaje przerobu drewna?
6) scharakteryzować poszczególne rodzaje przerobu drewna?
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
16
4.2. Drewno i jego właściwości
4.2.1. Materiał nauczania
Budowa drewna
Drewno jest to złożona tkanka roślinna, zajmująca przestrzeń między rdzeniem,
a kambium. Większość komórek wchodzących w skład drewna ma zdrewniałe ścianki, przez
co drewno pełni również funkcję mechaniczną. Funkcja mechaniczna jest najistotniejszą
z punktu widzenia człowieka i jego potrzeb.
Surowiec drzewny – jest to surowiec pozyskiwany przez ścinkę drzew w lesie
lub na specjalnych plantacjach. Po pozyskaniu drewna źródło surowca stanowią: pień, gałęzie
lub karpa – czyli fragment pnia (pozostałego po ścięciu) wraz z korzeniem.
Zasadniczym podziałem surowca drzewnego jest podział na drewno użytkowe i drewno
opałowe. Około 50% światowych zasobów drewna przetwarzanych jest na opał. Wskaźnik ten
jest większy w krajach rozwijających się, mniejszy w krajach rozwiniętych.
Drzewo – wieloletnia roślina wytwarzająca rozrastający się na grubość pęd główny, zwany
pniem, którego rozgałęzienia tworzą koronę. Zdecydowana większość drewna powstaje
właśnie w procesie przyrostu drzew.
Drzewa posiadają zróżnicowaną budowę części nadziemnej. Z powierzchni ziemi wyrasta
pień, który od pewnej wysokości otoczony jest koroną składającą się z rozdzielających się
gałęzi zakończonych liśćmi. Praktyczniejszym podziałem z punktu widzenia użytkowania lasu
jest podział na trzy części: koronę, pień i korzenie z pniakiem pozostającym po ścięciu drzewa.
Jeżeli zmierzymy objętość każdego elementu to najwięcej zajmuje pień, bo około 50–90% całej
objętości, korona (konary, gałęzie wraz z listowiem) 5–25%, korzeń wraz z pniakiem
pozostałym po ścince 10–30%.
Pień może w koronie dzielić się na grubsze gałęzie, nazywane konarami, lub też może
przebiegać pionowo w górę przez koronę, czasami nawet niemal do końca wysokości drzewa.
Pień o prostym przebiegu od szyi korzeniowej (czyli podstawy) aż do wierzchołka drzewa
zwany jest strzałą. Strzałę (w warunkach polskich) wytwarzają drzewa iglaste oraz olsza
(z liściastych). Pień drzewa, w którym nie da się wyróżnić jednej, prostej osi morfologicznej
przebiegającej przez środek pnia (rdzeń pnia) zwany jest kłodą. Kłodę wytwarzają drzewa
liściaste z wyjątkiem olszy.
Pień drzewa na przekroju poprzecznym ma najczęściej kształt zbliżony do okrągłego.
Kształt na przekroju podłużnym promieniowym, przebiegającym przez rdzeń jest w zależności
od wieku drzewa, od jego gatunku i wielu innych czynników zbliżony do stożka, neiloidy lub
paraboloidy.
Obok drzew w lesie występują również inne rośliny drzewiaste: krzewy i krzewinki.
Krzewinka jest to roślina o wysokości do ok. 50cm, o obficie rozgałęzionych
zdrewniałych pędach, często pełzających tuż nad ziemią; do krzewinek zalicza się np. borówki,
wrzos.
Krzewy są to rośliny drzewiaste, które nie tworzą wyraźnego pnia, lecz rozgałęziają się od
samej ziemi; ich wysokość wynosi od 1 do 5m.
Leśnik rzadko operuje pojęciem objętości drzewa: najczęściej mówi o masie lub
miąższości. Wysokość drzewa jest cechą drugorzędną przy określaniu jego masy. Ważniejszą
cechą jest pierśnica – czyli średnica mierzona na wysokości 1,3 metra. Wysokość drzewa
mierzy się najczęściej w metrach natomiast pierśnicę w centymetrach.
Słój roczny inaczej zwany rocznym przyrostem drewna, powstaje dzięki podziałowi
komórek twórczych: – kambium (miazgi) w całym drewnie od korzeni po stożek wzrostu.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
17
Słoje roczne są mniej lub bardziej widoczne na wszystkich przekrojach wszystkich gatunków
drzew dzięki różnicy w budowie drewna wczesnego i drewna późnego – najbardziej na
przekroju poprzecznym. Drewno wczesne powstaje na wiosnę, drewno późne pod koniec lata.
Kambium podczas podziałów wytwarza różne komórki, które w większości wypadków są
podłużne i leżą równolegle do osi pnia. Komórki te umownie zwane są włóknami drzewnymi.
Włóknami drzewnymi definiuje się również niektóre komórki występujące w drewnie
liściastym.
Drewno (i drzewo) można analizować na trzech przekrojach:
1. poprzecznym – czyli przeciętym prostopadle do osi morfologicznej pnia,
2. podłużnym promieniowym – przeciętym wzdłuż osi morfologicznej pnia, kiedy
płaszczyzna przecięcia przechodzi przez rdzeń pnia (przechodzi przez średnicę),
3. podłużnym stycznym – przeciętym wzdłuż osi morfologicznej pnia, przy czym płaszczyzna
przecięcia nie przechodzi przez rdzeń pnia (przechodzi przez cięciwę).
Drewno jest materiałem niejednorodnym ze względu na to, że zbudowane jest z komórek
o różnym kształcie, różnych właściwościach i w różnych zespołach. Jego właściwości
mechaniczne zmieniają się zależnie od zasadniczych kierunków budowy anatomicznej drewna.
Wymienione cechy drewna powodują trudności przy jego obróbce i technicznym
zastosowaniu, jak również konieczność badania i rozpatrywania jego budowy na różnych
przekrojach. Tego rodzaju ciała, w których właściwości mechaniczne zmieniają się
w zależności
od
kierunku,
noszą
nazwę
anizotropowych
(różnokierunkowych)
w przeciwieństwie do ciał izotropowych (amorficznych), których własności we wszystkich
kierunkach są jednakowe.
Z wysokością i średnicą drzewa związane są pojęcia zbieżystości i smukłości.
Zbieżystość drzewa (drewna) jest różnicą między dwoma średnicami – górną i dolną
(w centymetrach) podzieloną przez odległość między tymi średnicami (w metrach).
Smukłość jest to stosunek długości (wysokości) pnia (w metrach) do średnicy
(na przykład w grubszym końcu) w centymetrach.
Wady drewna są to anomalie budowy drewna, wszelkie jego uszkodzenia lub inne
wrodzone i nabyte cechy, które obniżają jego wartość techniczną i ograniczają zakres
użyteczności. Z punktu widzenia przerobu surowca drzewnego drewno powinno mieć kształt
walca, równomierne przyrosty roczne, przebieg włókien równoległy do podłużnej osi, oraz nie
powinno mieć sęków (gałęzi).
Niektóre drzewa w pewnym wieku przechodzą przez proces twardzielowania, w wyniku
którego w przyrdzeniowej części pnia powstaje twardziel. Proces zachodzi tylko w drewnie
gatunków twardzielowych. Każde drzewo twardzielowe (wytwarzające twardziel)
ma w okresie młodości wyłącznie drewno bielaste. Dopiero w miarę dojrzewania następują
w nim takie przemiany fizjologiczne, które doprowadzają do wyłączenia wewnętrznej części
pnia i gałęzi z czynnego udziału w procesach życiowych rośliny.
Budowa mikro i makroskopowa drewna
Kora – jest potoczną nazwą korowiny, korkowicy, perydermy, czy erydermy, nazwa kora
została przyjęta przez leśników do swego języka. Bez względu na gatunek, rośliny drzewiaste
wytwarzają korowinę – wtórną tkankę okrywającą, złożoną z miazgi korkotwórczej (fellogen),
warstw miękiszu (fellodermy), odkładanych ku wnętrzu pnia oraz odkładanego na zewnątrz
korka. Pod korowiną znajduje się łyko, które przewodzi prądem zstępującym produkty
asymilacji. Korek składa się z martwych, wypełnionych powietrzem komórek o ścianach
skorkowaciałych, wysyconych suberyną. Korkowica jest nieprzepuszczalna dla wody
i powietrza, wymianę niezbędnych gazów (tlen, dwutlenek węgla) zapewniają znajdujące się
w korze przetchlinki. U większości drzew miazga korkotwórcza z czasem zamiera, a głębiej
powstaje nowa jej warstwa tworząc nowy korek a proces ten powtarza się wielokrotnie.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
18
Niektóre drzewa pozbywają się starszej korowiny, bardzo dobrym przykładem jest Platan
klonolistny (Platanus occidentalis), rosnący w parkach – również w Polsce.
Z korowiny garbarskiej (kory garbarskiej) wyodrębnia się garbniki –
substancje chemiczne
służące do obróbki skór zwierzęcych, celem nadania im elastyczności i odporności na czynniki
fizykochemiczne. Garbowanie za pomocą garbników roślinnych, wyodrębnionych m.in. z
korowiny jest obecnie stosowane coraz rzadziej do produkcji podeszew do butów, dekoracji
tapicerskich, elementów z wytłaczanej skóry.
Rozpatrując budowę drewna okiem nie uzbrojonym, posuwając się od wnętrza pnia ku
jego obwodowi, widać następujące główne i wyraźnie zróżnicowane strefy tkanki drzewnej:
1) rdzeń,
2) strefę rocznych przyrostów drewna z ewentualnym podziałem na biel i twardziel (zależnie
od gatunku drzewa),
3) w strefie drewna u niektórych gatunków możemy zobaczyć gołym okiem promienie
rdzeniowe (np. u dębu) lub przewody żywiczne (np. u sosny).
Rdzeń jest to środkowa część drewna okrągłego, stanowiąca jego fizjologiczna oś.
Występuje on na przekroju poprzecznym w postaci plamki ciemniejszej lub jaśniejszej od
otaczającego drewna, o średnicy 1-5 mm. Na przekroju promieniowym rdzeń ma postać
zabarwionej smugi, mniej lub więcej odchylającej się od podłużnej osi symetrii drewna
okrągłego. Kształt rdzenia na przekroju poprzecznym jest cechą charakterystyczną gatunku
drzewa, np. u dębu jest gwiaździsty, u jesionu – czworokątny, u olchy – trójkątny, u topoli –
pięciokątny, u innych gatunków ma zarys koła lub owalu. Trudno jednak jest dokładnie
określić ten kształt na próbce drewna. Charakterystyczne dla siebie kształty gatunki
zniekształcają podczas kolejnych lat życia pędu.
Rdzeń w młodym wieku składa się z komórek cienkościennych, wypełnionych żywą
treścią; z czasem zanika ona, a komórki wypełniają się powietrzem. Cienkościenne komórki
rdzenia są elementem mało wytrzymałym, a więc technicznie bezwartościowym. Rdzeń jest
najczęściej otoczony szerokim przyrostem drewna o mniejszej twardości niż pozostałe, dlatego
cała ta strefa uważana jest w wyrobach za wadę drewna. w rdzeniu i otaczającym go drewnie
często występują tzw. spękania rdzeniowe; zdarza się też, że cała ta strefa
wyłupuje się z drewna, oddzielając się od niego na granicy słoja rocznego, w postaci walca
dość pokaźnej długości.
W normalnych warunkach wzrostu drzewa co roku przybywa jeden słój drewna; tylko
w wyjątkowych wypadkach mogą zostać wykształcone dwa słoje lub może nie powstać żaden.
Wyrazistość granicy między słojami rocznymi zależy od gatunku drzewa; spowodowana jest
ona mniejszym lub większym zróżnicowaniem grubości ścian komórkowych oraz wielkości
komórek pochodzących z przyrostu wczesnego lub późnego. Słoje roczne najlepiej są
widoczne u gatunków iglastych i niektórych liściastych (np. dąb, wiąz i grochodrzew);
u innych liściastych (np. buk i grab) granica między nimi jest słabo widoczna, a u takich
gatunków, jak lipa i brzoza – prawie niedostrzegalna. Szerokość słoja rocznego jest wielkością
zmienną i zależy od gatunku drzewa, jego wieku, żyzności gleby, na której rośnie, strefy
klimatycznej oraz innych warunków bytowania. Gatunki takie, jak cis lub grab, wykształcają
małe przyrosty roczne, sosna natomiast, a szczególnie topola – duże. W młodości drzewo
przyrasta intensywnie na grubość, z wiekiem zaś jego przyrosty maleją. Drzewa rosnące na
glebach żyznych wykształcają duże przyrosty, w przeciwieństwie do drzew rosnących na
glebach ubogich, i wreszcie im dalej na północ, tym dany gatunek wytwarza węższe słoje,
roczne.
U iglastych słoje roczne są wyraźnie widoczne na skutek dużych różnic w zabarwieniu
drewna wczesnego (jasne) i późnego (ciemne). U liściastych występuje zasadniczy podział na
podstawie budowy słoja rocznego. Jeżeli słój roczny jest wyraźnie widoczny; wyróżnia się
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
19
w nim dość porowate drewno wczesne z licznymi naczyniami o znacznej średnicy i drewno
późne, twarde i zbite, z nielicznymi małymi naczyniami (niewidocznymi lub widocznymi pod
lupą); naczynia w drewnie wczesnym ułożone są w kształcie pierścienia, a w późnym – zwykle
w postaci plamek, punkcików i linii falistych, przebiegających najczęściej zgodnie
ze słojem rocznym: to jest to drewno pierścieniowo-naczyniowe. Jeżeli brak jest wyraźnego
podziału słoja na drewno wczesne i późne, naczynia są drobne, widoczne dopiero pod lupą,
rozsiane równomiernie na całej powierzchni słoja, granica między drewnem wczesnym
a późnym jest słabo widoczna lub niewidoczna, to jest to drewna rozpierzchłonaczyniowe.
Naczynia, widoczne mniej lub bardziej na przekroju poprzecznym pnia liściastych są to
twory cienkościenne o ścianach zdrewniałych i o kształcie wydłużonych rurek, bez treści
komórkowej. Powstają z komórek położonych jedna nad drugą, w których ściany poprzeczne
zanikły zupełnie lub są silnie dziurkowane. Zależnie od liczby komórek składających się na
jedno naczynie, jego długość może dochodzić do kilku metrów (np. u dębu), przeciętnie jednak
wynosi około 10cm. Średnica naczyń wynosi 0,03–0,6 mm; w drewnie późnym jest bardzo
mała, we wczesnym natomiast tak duża, że światła otworów naczyń są często widoczne gołym
okiem.
Do pierścieniowo-naczyniowych należą takie gatunki jak; dąb, jesion, robinia akacjowa
(grochodrzew),
morwa,
róża,
wiąz,
żarnowiec. Do pośredniej grupy między
rozpierzchłonaczyniowymi a pierścieniowo-naczyniowymi należy orzech. Jego dość duże
naczynia ułożone są równomiernie na całej szerokości słoja rocznego, i tylko nieznacznie
gromadzą się w drewnie wczesnym.
U iglastych zamiast naczyń występują widoczne jedynie pod szkłem powiększającym
cewki. Są to wydłużone komórki pozbawione treści komórkowej, o ścianach silnie
zdrewniałych i pogrubiałych. Spełniają one funkcje zarówno przewodzenia jak i mechaniczne.
Ich długość waha się w granicach 2–10 mm, a średnica 0,02–0,04 mm.
Szerokość słoja rocznego jest to odległość na przekroju poprzecznym drewna zawarta
między zewnętrznym obwodem stref drewna późnego dwu sąsiednich słojów rocznych,
mierzona wzdłuż promienia przekroju. W praktyce słojem wąskim nazywa się słój grubości do
3 mm; słój grubości ponad 3 mm uważany jest za szeroki. Szerokość słoja rocznego jest cechą
istotną dla niektórych gałęzi przemysłu drzewnego, ponieważ wiąże się z nią twardość drewna.
Praktycy uważają, że drewno gatunków iglastych ma tym większą twardość,
im węższe są słoje; twardość drewna liściastego pierścieniowo-naczyniowego wzrasta wraz
z szerokością słojów. Tłumaczy się to następująco: w drewnie gatunków iglastych oraz
liściastych pierścieniowo-naczyniowych słój roczny składa się z dwóch stref, różniących się od
siebie niektórymi właściwościami fizycznymi oraz mechanicznymi. Strefy te powstają w dwóch
okresach przyrastania tkanki drzewnej, przypadających przeważnie na wiosnę i lato.
W pierwszym okresie przyrasta tzw. drewno wczesne, wyróżniające się u iglastych cieńszymi
ścianami komórkowymi, a u liściastych pierścieniowo-naczyniowych większym przekrojem
niektórych elementów (naczyń), a więc jest to drewno o większej porowatości i mniejszej
masie. w drugim okresie wzrostu wytworzone zostaje tzw. drewno późne, składające się
u iglastych z komórek grubościennych, a u liściastych z dużej ilości grubościennych włókien
i wąskich naczyń. U gatunków iglastych ze wzrostem szerokości słoja rocznego łączy się
zwiększenie szerokości warstwy drewna wczesnego (a więc lekkiego i miękkiego)
przy niezmiennej szerokości drewna późnego. W skrócie oznacza to, że nie ma znaczenia
(u iglastych), jak szerokie jest drewno wczesne bo drewno późne będzie miało stałą
(niezmienioną) szerokość. U gatunków liściastych pierścieniowo-naczyniowych szerokość
słoja rocznego zależy od szerokości drewna późnego (czyli drewna o większej masie
i twardości) przy niezmienionej szerokości strefy wczesnej. A więc ze wzrostem szerokości
słoja rocznego w drewnie gatunków iglastych wzrasta procentowy udział drewna wczesnego, a
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
20
w drewnie gatunków liściastych pierścieniowo-naczyniowych – drewna późnego. Drewno
o większym udziale strefy drewna późnego jest bardziej twarde. Ważne to jest w wypadku
drewna okleinowego lub łuszczarskiego, gdzie potrzebne jest tzw. drewno miękkie.
Na przekrojach niektórych gatunków drewna widoczne są promienie rdzeniowe.
Są to wstęgowate zespoły komórek rozmieszczone wzdłuż promienia przekroju poprzecznego.
Promienie rdzeniowe służą drzewu do gromadzenia i przewodzenia asymilatów w głąb pnia. Są
one wytworem miazgi; jeśli powstały w pierwszym okresie wzrostu rośliny, a więc jeśli łączą
łyko
z
rdzeniem,
nazywa
się
je
pierwotnymi,
jeśli
zaś
z którymkolwiek słojem rocznym – wtórnymi. Zarówno pierwotne, jak i wtórne promienie
rdzeniowe mogą składać się z jednego szeregu komórek – są wtedy niewidoczne gołym okiem,
albo z kilku, a nawet kilkudziesięciu szeregów (do 30) – wtedy możemy je dostrzec gołym
okiem na tle otaczającego drewna. Jednoszeregowe promienie rdzeniowe występują
u drzew iglastych oraz u iwy, osiki, brzozy i lipy, i noszą miano wąskich, wieloszeregowe
natomiast, zwane szerokimi, występują obok jednoszeregowych u dębu i buka. Platan ma tylko
szerokie promienie rdzeniowe, a grab i olcha – wąskie i pozornie szerokie, tzn. składające się z
kilku
jednoszeregowych
promieni
ułożonych
bardzo
blisko
siebie.
Na przekroju poprzecznym drewna promienie rdzeniowe mają kształt linii przebiegających
nieregularnie wzdłuż promienia przekroju. Na przekroju promieniowym mają kształt
poprzerywanych wstęg, a na stycznym – soczewek. Na wszystkich przekrojach mają odmienne
zabarwienie niż otaczające drewno i w zależności od kąta padania promieni świetlnych
połyskują ciemniej lub jaśniej od tła. Charakterystyczny kształt promieni rdzeniowych na
przekroju stycznym (drobne, gęsto rozsiane soczewki) stanowi cechę rozpoznawczą drewna
bukowego. W niektórych sortymentach, np. deszczułkach posadzkowych lub okleinach
ceniony jest materiał pochodzący z przekroju promieniowego – ze względu na dużą liczbę
widocznych gołym okiem promieni rdzeniowych. Materiał taki nosi nazwę błyszczowego i jest
ceniony z powodu urozmaiconego rysunku drewna, a w deszczułkach posadzkowych –
wskutek większej odporności na ścieranie.
W drewnie wielu gatunków iglastych, jak sosna, kosodrzewina, limba, modrzew i świerk,
znajdują się przewody żywiczne, wytwarzające żywicę; przewodów tych brak w drewnie jodły,
cisa i jałowca (jodła ma w korze pęcherze żywiczne). Przewody żywiczne są bardzo cienkimi
rurkami przebiegającymi wzdłuż i w poprzek pnia. Tylko u niektórych gatunków (np. u sosny)
w drewnie późnym na przekroju poprzecznym są one widoczne gołym okiem jako drobne,
błyszczące punkty. Każdy z nich ma kształt rury zbudowanej z pustych komórek
mechanicznych, wysłanych od wewnątrz miękiszowymi komórkami wydzielniczymi, zwanymi
komórkami wyściełającymi. Przewody podłużne mają długość 15–70cm, a średnicę 0,06–0,13
mm. Łączą się one z przewodami poprzecznymi, mieszczącymi się w promieniach
rdzeniowych. Poprzeczne przewody żywiczne maja średnicę około 0,04 mm, a długość ich nie
może przekraczać długości promienia pnia. Liczba przewodów podłużnych na 1cm
2
przekroju
poprzecznego pnia wynosi około 170, a poprzecznych na 1cm
2
przekroju stycznego – około
100. Ilość i wymiary przewodu żywicznego są cechami istotnymi z punktu widzenia
żywicowania omówionego dalej.
W procesie twardzielowania zmierzającym do wytworzenia twardzieli biorą udział nie
omówione wcześniej, niewidoczne lub widoczne pod lupą różne komórki i tkanki np. komórki
miękiszowe.
Komórki miękiszowe są to komórki żywe, o cienkich ścianach, pozostające w łączności
zarówno między sobą, jak i z komórkami martwymi. w okresie wegetacyjnym przewodzą
asymilaty, a w czasie spoczynku drzewa gromadzą i przechowują substancje zapasowe.
Tkanka miękiszowa, inaczej zwana miękiszem drzewnym lub miękiszem włóknistym (ze
względu na wydłużony kształt komórek), występuje u liściastych jako miękisz
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
21
przynaczyniowy, grupujący się wokół naczyń, i jako tzw. miękisz terminalny, czyli graniczny,
rozłożony cienką warstwą na granicy słoja rocznego. w drewnie iglastym miękisz włóknisty
występuje na granicy słojów i wokół przewodów żywicznych. Tkanka ta gromadzi
i przechowuje substancje zapasowe i z tego względu nazywana bywa zapasową lub
zapasonośną.
Promienie rdzeniowe – jako zespół komórek – tkanka u liściastych i wielu iglastych
składają się z komórek miękiszowych o kształcie zbliżonym do graniastosłupa. U sosny,
świerka, modrzewia i daglezji prócz tych komórek w skład promieni rdzeniowych wchodzą
cewki ułożone poziomo na granicach promieni rdzeniowych i przewodzące wodę w głąb pnia.
Szerokość promieni rdzeniowych mierzona na przekroju poprzecznym wynosi 0,005–1,0 mm,
wysokość zaś na przekroju stycznym u iglastych jest mniejsza niż 1 mm, u liściastych
natomiast, np. u dębu, dochodzi do 85 mm
Włókna drzewne są to wrzecionowate wydłużone komórki o bardzo grubych ścianach
i bardzo małym świetle. Nie mają treści komórkowej, a ich rola w organizmie rośliny ogranicza
się do funkcji mechanicznych. Długość włókien wynosi 0,7–1,8 mm, a średnica 0,02–0,05 mm.
Tkanka
mechaniczna
u
liściastych
składa
się
z
włókien
drzewnych,
u iglastych zaś z cewek spełniających, jednocześnie funkcje tkanki przewodzącej przy czym
cewki drewna wczesnego są mniej spłaszczone i mają większe światło- przewodzą przede
wszystkim wodę. Cewki drewna późnego są bardzo spłaszczone, mają silnie zgrubiałe ściany
i małe światło; spełniają przede wszystkim funkcje mechaniczne.
Na przekroju poprzecznym drewna, w gatunkach twardzielowych widoczny może być
również biel i twardziel. Każde drzewo twardzielowe ma w okresie młodości wyłącznie
drewno bielaste. Dopiero w miarę dojrzewania następują w nim takie przemiany fizjologiczne,
które doprowadzają do wyłączenia wewnętrznej części pnia i gałęzi z czynnego udziału
w procesach życiowych rośliny. Okres rozpoczęcia się procesu twardzielowania zależny jest
od rodzaju drzewa; u sosny przypada średnio na 20 rok życia, gdy tymczasem w drewnie
jesionu rozpoczyna się w wieku około 70 lat.
Wiek, w którym w drzewie pojawia się twardziel, zależy ponadto od warunków, w jakich
ono wzrasta, a przede wszystkim od gleby i klimatu. Sosna rosnąca na glebach żyznych
wytwarza twardziel w starszym wieku niż taka sama sosna w takich samych warunkach
klimatycznych, ale na glebach ubogich. Z tym samym objawem spotyka się porównując
drewno sosny pochodzącej z krajów o klimacie cieplejszym z drewnem sosny ze strefy
północnej. W miarę posuwania się z południa na północ Europy wiek drzewa, kiedy pojawia
się twardziel, stopniowo wzrasta i waha się w granicach 20 (zachodnia Europa) – 70 lat
(północna Szwecja).
W drewnie drzew dojrzewających do wytwarzania twardzieli ustaje przewodzenie wody
w wewnętrznej części pnia; czynności te odbywają się w najmłodszych słojach rocznych,
leżących na obwodzie drzewa. Komórki miękiszu drzewnego i promieni rdzeniowych
wewnątrz drewna zamierają, a rozkładająca się ich treść plazmatyczna przenika do wnętrza
naczyń czy cewek i wypełnia wolne przestrzenie między micelami w błonach komórkowych.
Oprócz tego w drewnie gatunków iglastych zatyczki zamykają jamki lejkowate cewek,
a w drewnie gatunków liściastych miękisz przynaczyniowy wrasta poprzez jamki do wnętrza
naczyń zamykając tzw. wcistkami drogi przepływu wody.
W wyniku tego procesu drewno twardzieli staje się bardziej odporne na gnicie,
lecz jednocześnie trudniej się impregnuje, ponieważ w ścianach komórek i w wolnych
przestrzeniach znajdują się tzw. substancje twardzielowe, składające się z gum, żywic,
garbników, barwników itp. Substancje te nadają drewnu większą twardość i sztywność,
zabarwienie ciemniejsze niż bielu oraz zwiększają jego gęstość. Jego właściwości biologiczne
podwyższają trwałość szczególnie na destrukcyjne działanie wody i grzybów.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
22
Drzewami, które wytwarzają twardziel są:
1. o twardzieli zabarwionej: sosna, modrzew, cis, jałowiec, daglezja, dąb, wiąz, orzech
włoski, grochodrzew, topole (oprócz osiki), klon tatarski i srebrzysty, czeremcha, śliwa,
2. o twardzieli zabarwionej lub niezabarwionej: jesion, wiąz, wierzba iwa,
3. o twardzieli niezabarwionej: jodła, świerk i lipa.
Drzewa beztwardzielowe to między innymi: grab, buk, brzoza, klon jawor, klon pospolity,
topola osika, kasztanowiec, olsza.
Właściwości fizyczne drewna
Wilgotność bezwzględna drewna jest to stosunek ciężaru wody zawartej w drewnie do
ciężaru drewna suchego wyrażony w procentach. Największą wilgotność osiąga drewno
(w drzewie) w miesiącach zimowych, (wyjątek stanowi brzoza, która wykazuje największą
wilgotność w miesiącu maju). Drewno ścięte traci swą wilgotność w stopniu zależnym od
warunków, w jakich przebywa. w związku z czym rozróżnia się drewno wilgotne (drewno
mokre) (bezpośrednio po ścince) o wilgotności powyżej 30%, drewno załadowczosuche
o wilgotności około 25% i drewno powietrznosuche, które po dłuższym składowaniu na
otwartej przestrzeni osiąga w naszych warunkach klimatycznych wilgotność 13–20%.
Ciężar właściwy (gęstość) jest to stosunek ciężaru ciała do jego objętości, mierzy się go
w gramach na centymetr sześcienny [g/cm³]. Ciężar właściwy drewna w stanie
powietrznosuchym (gęstość pozorna) według klasyfikacji Krzysika przedstawia się
następująco:
1. drewno bardzo ciężkie, o gęstości ponad 8g/cm³; przykładem są: grab, cis, bukszpan;
2. drewno ciężkie o gęstości 7,1–8 g/cm³; przykładem są: grochodrzew, buk, dąb, jesion,
orzech, grusza;
3. drewno umiarkowanie ciężkie o gęstości 6,1–7 g/cm³; przykładem są: brzoza, klon, jawor,
jabłoń, modrzew, wiąz;
4. drewno umiarkowanie lekkie o gęstości 5,1–6 g/cm³; przykładem są: jałowiec,
kasztanowiec;
5. drewno lekkie o gęstości 4,1–5 g/cm³; przykładem są: sosna, świerk, jodła, olcha, lipa;
6. drewno bardzo lekkie o gęstości poniżej 4 8 g/cm³: topola, wejmutka.
Odwrotnością gęstości jest porowatość drewna.
Twardość jest cechą ciał stałych świadczącą o podatności lub odporności na odkształcenia
powierzchni, zgniecenie jej lub zarysowanie, pod wpływem zewnętrznego nacisku. Największą
wartość twardości wykazuje drewno na przekrojach poprzecznych oraz o dużej gęstości
(wzrost gęstości powoduje zwiększenie twardości drewna). Drewno można podzielić na
następujące grupy:
1. drewno bardzo miękkie: osika, topola, wierzba, świerk, jodła, lipa, limba, wejmutka;
2. drewno miękkie: brzoza, olsza czarna, jawor, leszczyna, sosna pospolita, modrzew,
daglezja, jałowiec;
3. drewno średnio twarde: wiązy, orzech, sosna czarna;
4. drewno twarde: dąb szypułkowy, jesion, grusza, jabłoń, wiśnia, klon, buk, grab,
grochodrzew, cis;
5. drewno bardzo twarde: dąb bezszypułkowy.
Wartość opałowa drewna jest to ilość ciepła, mierzona w J/kg, uzyskiwanego ze spalenia
1kg drewna, (przy założeniu, że para wodna w temperaturze 150ºC uchodzi nie skroplona
wraz ze spalinami).
Barwa drewna krajowego nie odznacza się tak dużą intensywnością, jak niektórych
gatunków egzotycznych (mahoń, palisander). Krajowe gatunki bielaste raczej nie różnią się
między sobą zabarwieniem, a ich przekrój jest na ogół barwy jasnej. Wyraźna różnica
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
23
w zabarwieniu zaznacza się na przekroju poprzecznym drewna gatunków twardzielowych,
których twardziel wyraźnie odróżnia się od jasno zabarwionego bielu.
Główny składnik chemiczny budowy drewna – celuloza, jest substancją barwy jasnej i tym
samym nie wpływa na zabarwienie drewna. Barwa drewna jest najprawdopodobniej
uzależniona od zawartości barwników, garbników, gum i innych składników zawartych
w elementach anatomicznej budowy drewna.
F. Krzysik wyróżnia w obrębie krajowych gatunków drzew sześć głównych typów
zabarwienia drewna:
1) drewno o barwie zbliżonej do białej -jodła, świerk, osika, grab, buk, klon i jawor;
2) drewno o barwie żółtej – brzoza, berberys i limba;
3) drewno o barwie brunatnej – dąb, jesion i wiąz;
4) drewno o barwie czerwonawej – cis, modrzew, sosna, wiśnia i śliwa;
5) drewno o barwie zielonawej – robinia;
6) drewno o barwie zbliżonej do czarnej – orzech.
Znacznie intensywniejsze zabarwienie wykazuje drewno gatunków podzwrotnikowych,
np. fioletowe drewno drzewa amarantowego, czerwone drewno quebracho lub pernambuka
czarne drewno hebanu itp. Jak z powyższego wynika, barwa drewna zależy przede wszystkim
od warunków klimatycznych; gatunki ze strefy klimatu umiarkowanego odznaczają się
zabarwieniem dość jasnym. W obrębie strefy klimatu umiarkowanego duży wpływ
na zabarwienie drewna, charakterystycznego dla każdego gatunku, wywierają wiek drzewa,
strefa klimatyczna i warunki siedliskowe. Wpływ wieku szczególnie wyraźnie zaznacza się
u gatunków twardzielowych, u których w starszym wieku część twardzielowa odznacza się
zabarwieniem intensywniejszym. Intensywność zabarwienia wzrasta wraz z polepszeniem się
warunków siedliskowych, w miarę zbliżania się do warunków optymalnych, na których
kształtują się cechy drewna najbardziej akceptowane przez człowieka.
Pod wpływem czynników biologicznych i fizykochemicznych naturalne, charakterystyczne
dla danego gatunku zabarwienie ulega zmianie. W wyniku działania czynników
atmosferycznych (światła i powietrza) wszystkie niemal gatunki drewna ciemnieją z upływem
czasu. Szczególnie wyraźnie występuje to zjawisko u olszy, której drewno wkrótce po ścince
przybiera skutkiem utlenienia zabarwienie wyraźnie ceglastoczerwone. Silne zmiany pod
względem zabarwienia zachodzą w drewnie zawierającym substancje garbnikowe w razie
poddania go długotrwałemu działaniu wody. W drewnie dębu np. wskutek rozpuszczenia się
w wodzie
związków
żelaza
występują
czarne
plamy,
powiększające
z upływem czasu swoją powierzchnię. W ten sposób powstaje tzw. czarna dębina,
w przeszłości poszukiwana do produkcji cennych mebli.
Niepożądane zmiany w zabarwieniu drewna wywołują między innymi grzyby. Typowymi
przykładami zmian w zabarwieniu drewna pod wpływem działania grzybów są: sinizna,
brunatnienie, fałszywa twardziel i wszystkie stadia zgnilizny drewna. Czerwonawe, żółte,
niebieskawe, różowe i inne zabarwienia drewna porażonego zgnilizną są szczególnie ważne,
gdy w parze z ich powstawaniem idzie pogorszenie technicznych właściwości drewna, w ten
sposób barwa staje się do pewnego stopnia wskaźnikiem jego jakości. Zabarwienie drewna ma
duże znaczenie w meblarstwie oraz w produkcji oklein i instrumentów muzycznych, gdzie
stawia się wysokie wymagania szczególnie zewnętrznym warunkom drewna.
Zespół widocznych elementów anatomicznej budowy drewna (słoje roczne, promienie
drzewne, włókna, udział drewna późnego, naczynia itp) tworzy na określonym przekroju
charakterystyczny dla każdego gatunku układ zwany rysunkiem drewna. Rysunek zależy
przede wszystkim od przekroju drewna. U naszych gatunków najpiękniejszym rysunkiem
odznacza się drewno z przekroju stycznego. Na rysunek drewna wpływa jego włóknistość,
czyli przebieg włókien względem osi pnia, sękatość i intensywność ich zabarwienia. Zależnie
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
24
od przebiegu włókien rozróżnia się drewno prostowłókniste, kręto włókniste, czeczotowate (o
splątanym układzie włókien) itp. Na ogół pięknym rysunkiem odznacza się drewno zbudowane
nieprawidłowo.
Przykładem
rysunku
wywołanego
nieprawidłową
budową
jest
„barankowatość” spowodowana falistym przebiegiem włókien lub „ptasie oczka”, które
powstają z drobnych sęczków po pączkach uśpionych i ze specyficznego układu włókien; są
często spotykane u jaworu i jesionu. Piękny rysunek powstaje również wskutek takich
nienormalności budowy, jak zgrubienia i napływy występujące u niektórych gatunków drzew
(brzoza, orzech, klon i wiąz). Włóknistość drewna może być falista w różnych płaszczyznach.
Falisty przebieg w płaszczyźnie promieniowej sprowadza się do falistości powierzchni drewna
i kambium. Jej powstanie związane jest więc z nierównomiernym odkładaniem się drewna
przez kambium. Ten typ falistości występuje szczególnie w drewnie czeczotowatym. Falistość
w płaszczyźnie stycznej, spowodowana falistym przebiegiem komórek kambium wzdłuż pnia,
występuje często lokalnie, zwłaszcza w odziomkowej części pnia; może jednak pojawić się na
całej długości strzały, a nawet może być swoistą cechą drewna u danego gatunku.
Charakteryzuje się dużą różnorodnością form, różniących się długością „fali włóknistości”, jej
amplitudą, przebiegiem fali czoła itp. Interesującym przypadkiem jest występowanie falistego
drewna u świerka w Tatrach Zachodnich. Drewno faliste występuje tam lokalnie w pniach
w postaci niewielkich obrzęków.
Drewno w stanie naturalnym, zwłaszcza na przekroju poprzecznym, nie wykazuje
większego połysku. Silniej zarysowuje się połysk na przekrojach podłużnych, co powodują
promienie drzewne, zajmujące tu znaczną powierzchnię. Do gatunków o intensywniejszym
połysku należą jesion i jawor. Słabszy połysk wykazuje drewno buka, dębu i wiązu.
Z gatunków podzwrotnikowych silny połysk ma drewno satynowe i mahoniowe. Twarde
gatunki liściaste odznaczają się silniejszym połyskiem niż miękkie liściaste i iglaste
(z wyjątkiem cisa i jałowca). Połysk drewna odgrywa dużą rolę w niektórych sortymentach
bukowych i dębowych. Zależnie od wymiarów powierzchni promieni drzewnych sortymenty te
określa się jako błyszczowe lub półbłyszczowe. Do spotęgowania połysku drewna przyczyniają
się wysokie promienie drzewne, występujące na przekrojach promieniowych w postaci
błyszczących smug (dąb, wiąz i platan); określa się je mianem błyszczu. W miarę jak
płaszczyzny przecięcia oddalają się od rdzenia, zaciera się ich typowo promieniowy charakter,
wskutek czego błyszcz występuje słabiej; określa się go mianem półbłyszczu. Sortymenty
wyrobione z obwodowej części kłód ograniczone są płaszczyznami stycznymi,
na których błyszczu nie ma. Jak już wspomniano, połysk drewna zależy głównie od promieni
drzewnych, które błyszczą prawie u wszystkich rodzajów drzew (z wyjątkiem promieni grabu,
olszy czarnej i osiki). Niektórzy autorzy wyróżniają połysk jedwabisty (klon, wiąz i platan),
srebrzysty (brzoza) i złocisty (maklura).
Drewno w stanie naturalnym ma słaby połysk, który można zwiększyć przez wygładzanie,
politurowanie lub powlekanie drewna woskiem. Drewno gatunków liściastych dobrze
przyjmuje zaprawy i przy zastosowaniu odpowiedniej techniki można je wykończyć „na
wysoki połysk"; drewno twarde, zwłaszcza jesionowe, daje lepsze wyniki niż drewno miękkie.
Znacznie gorsze wyniki daje drewno iglaste. Przyczyną tego są różnice w strukturze
przyrostów wczesnych i późnych, które powodują pewną falistość wygładzonej powierzchni
i niejednolite reagowanie drewna wczesnego i późnego na obróbkę wykończeniową.
Ciepło właściwe drewna – jest to ilość ciepła potrzebna do ogrzania 1kg drewna o 1ºC.
Zasadniczymi czynnikami wpływającymi na wielkość ciepła właściwego drewna jest jego
wilgotność i temperatura. Wpływ wilgotności jest szczególnie znaczny, gdyż ciepło właściwe
wody jest bardzo wysokie w porównaniu z ciepłem właściwym substancji drzewnej. Drewno
wilgotne wykazuje więc ciepło właściwe wyższe od drewna suchego. Na podstawie
przeprowadzonych badań ustalono, że ciepło właściwe drewna wilgotnego jest sumą ciepła
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
25
właściwego substancji drzewnej, wody i powietrza. Ponieważ udział masy powietrza
w drewnie jest niski, to na ciepło właściwe drewna składają się w zasadzie ciepło właściwe
substancji drzewnej i wody.
Przewodność cieplna drewna jest to zdolność drewna do przewodzenia ciepła. Miarą
zdolności przewodzenia ciepła przez drewno jest współczynnik przewodności cieplnej, który
określa ilość ciepła przepływającego w ciągu 1h, przez przekrój o powierzchni 1m
2
przy
odległości przeciwległych powierzchni ściany wynoszącej 1m, oraz przy różnicy temperatur
tych powierzchni 1°C. Przewodność ciepła drewna podobnie jak ciepło właściwe jest wartością
niską. Obie cechy cechują się w tym względzie lepiej niż beton czy żelazo.
Akustyczne właściwości drewna określają zachowanie się drewna pod wpływem działania
fal dźwiękowych. Określa się je za pomocą dwóch głównych kryteriów – oporności
akustycznej i właściwości tłumienia drgań.
Oporność akustyczna jest miarą oporu, jaki stawiają cząsteczki danego materiału energii
fali dźwiękowej, dążącej do wprowadzenia ich w ruch drgający. Drewno w porównaniu
z innymi materiałami (np. szkłem czy stalą) ma niewielką oporność akustyczną, co jest
związane z jego niską gęstością. Część energii fali dźwiękowej zostaje pochłonięta przez
ośrodek, przez który fala ta przechodzi; w wyniku czego zmniejsza się jej natężenie
i amplituda. Zjawisko to nosi nazwę tłumienia. Zdolność do tłumienia drgań, które może
zachodzić na skutek tarcia wewnętrznego lub promieniowania, wykorzystywane jest
do produkcji materiałów dźwiękochłonnych. Drewno należy do materiałów dobrze tłumiących.
Zdolność drewna do wzmacniania przewodzonego dźwięku określa się mianem
rezonansowania. Cecha ta jest szczególnie ważna w produkcji instrumentów muzycznych.
Drewno przeznaczone do produkcji instrumentów muzycznych powinno być drobnosłoiste,
bez zmian patologicznych i o atłasowobiaławym zabarwieniu. Według dotychczasowych
danych drewno rezonansowe występuje jedynie w drzewostanach górskich, rosnących
w szczególnych warunkach siedliskowych. Dolną granicę pionowego zasięgu tych
drzewostanów określają niektórzy autorzy na około 1000 a inni na około 6000 m n.p.m.
Najlepszym drewnem rezonansowym jest drewno świerkowe i jodłowe o szerokości słojów
rocznych od 0,5 do 2 mm lub od 2 do 4 mm, w którym różnice szerokości słojów nie powinny
przekraczać 30% oraz przeciętny udział drewna późnego powinien wynosić od 25 do 30%,
a gęstość 0,4–0,45g/cm
3
.
Zapach – każdy gatunek drewna odznacza się swoistym zapachem, wywołanym
występowaniem w drewnie olejków eterycznych, żywicy, garbników, tłuszczów itp. Większość
tych substancji znajduje się w twardzieli, stąd ma ona woń silniejszą niż biel.
Z krajowych gatunków drewna wszystkie iglaste (z wyjątkiem jodły) wydzielają zapach
żywicy, niektóre liściaste, np. dąb lub jesion, odznaczają się charakterystycznym zapachem
garbników. Z upływem czasu zapach drewna zanika, a czasem nawet ulega zmianie. Niektóre
gatunki (np. limba i jałowiec) utrzymują zapach przez dłuższy czas. w niektórych wypadkach
zapach drewna oddaje usługi przy ocenie stanu jego zdrowotności; drewno zdrowe, np. iglaste,
ma silny, charakterystyczny żywiczny zapach. Ważniejsze znaczenie ma zapach drewna
używanego do produkcji opakowań do przechowywania i przesyłki różnych artykułów
żywnościowych. Nie należy np. wyrabiać beczek do masła z żywicznego drewna drzew
iglastych, ponieważ masło nabiera i zapachu terpentyny.
Przy badaniach izolacyjnych właściwości drewna zwykle zamiast przewodnictwa określa
się jego odwrotność – opór elektryczny. Opór elektryczny jest stałą cechą danego materiału
i charakterystyczną dla niego wielkością. Elektryczny opór właściwy jest to opór wykonanego
z danego materiału przewodnika długości 1cm i powierzchni przekroju 1cm
2
w temperaturze
20°C, wyrażony w omach na 1cm. Opór drewna przy przewodzeniu prądu elektrycznego
zależy w znacznym stopniu od jego wilgotności, przy czym zasadniczą rolę odgrywa tu
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
26
występująca w ścianach komórkowych woda imbibicyjna. w przedziale higroskopijnym opór
właściwy drewna zmniejsza się szybko w miarę wzrostu jego wilgotności, osiągając w punkcie
nasycenia włókien wartość 10
5
–10
6
om/cm, czyli przybliżoną wartość oporu właściwego wody.
Opór elektryczny drewna zmienia się w zależności od kierunku włókien. Wzdłuż włókien opór
elektryczny drewna jest mniejszy niż w kierunku promieniowym lub stycznym
Właściwości związane z wodą i wilgotnością drewna
Higroskopijność – to skłonność 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.
Mianem równowagi higroskopijnej określa się taką wilgotność drewna, przy której
ciśnienie pary wodnej na powierzchni drewna równa się ciśnieniu pary wodnej w powietrzu.
Dla drewna powietrznie suchego przyjmuje się stan równowagi higroskopijnej 15%, natomiast
wilgotność
dla
drewna
używanego
w pomieszczeniach
ogrzewanych
piecami
10–13%. Drewno stosowane w miejscach o dużej wilgotności powinno być zabezpieczone
przed jej wchłanianiem. Ilość wilgoci wchłanianej zależy od gatunku drewna oraz temperatury
i wilgotności względnej powietrza. Wiązanie pary wodnej z powietrza następuje tylko
w przedziale wilgotności drewna poniżej punktu nasycenia włókien. Zjawisko to zachodzi
prawie wyłącznie intermicelarnie w trzech zasadniczych fazach:
1) adsorpcji chemicznej, zachodzącej w granicach wilgotności drewna od 0 do 8%,
2) adsorpcji fizycznej, zachodzącej w granicach wilgotności drewna od 8 do 15%,
3) kondensacji kapilarnej, zachodzącej przy wilgotności drewna w granicach wilgotności
od 15% do punktu nasycenia włókien.
W początkowym okresie wchłanianie wilgoci przez drewno przebiega bardzo intensywnie.
w miarę zbliżania się do wilgotności powietrza w otaczającym środowisku wchłanianie ulega
zahamowaniu, po czym ustaje. Stan równowagi higroskopijnej następuje zatem wtedy, gdy
wilgotność drewna, względna wilgotność powietrza i jego temperatura tak się ustalą, że
drewno nie oddaje już wody ani jej nie wchłania.
Mianem sorpcji określa się pochłanianie przez drewno pary wodnej, natomiast mianem
desorpcji określa się zespół zjawisk związanych z wydzielaniem wody z drewna w przedziale
higroskopijnym. Przebieg sorpcji i desorpcji oraz związane z tym zjawiskiem pęcznienie
i kurczenie się drewna stanowią zależność, jaka zachodzi w określonej temperaturze między
wilgotnością drewna a względną wilgotnością powietrza. Określa się je mianem izoterm sorpcji
i desorpcji lub izoterm higroskopijnej równowagi drewna. Przebieg izoterm równowagi
higroskopijnej drewna nie jest identyczny, mają one tylko dwa punkty wspólne – przy 0%
wilgotności i w punkcie nasycenia włókien. Zjawisko to nazywa się histerezą wilgotności.
Można więc powiedzieć, że mianem histerezy określa się rozbieżność izoterm i wynikające z
niej różnice w higroskopijnej równowadze drewna związanej z desorpcją i adsorpcją pary
wodnej.
Właściwości higroskopijne drewna wywołują procesy pękania i paczenia się drewna.
w celu zapobieżenia ujemnym skutkom tej cechy drewna stosuje się powłoki powierzchniowe
izolujące drewno od wpływów otoczenia, szczególnie od zmian względnej wilgotności
powietrza i temperatury.
Nasiąkliwość drewna jest to zdolność wchłaniania wody lub innych cieczy przez drewno
zanurzone w cieczy. Cecha ta jest związana z porowatością drewna, a tym samym z jego
gęstością. Szybkość nasiąkania uzależniona jest w dużym stopniu od kształtu i wymiarów
badanych próbek. Nasiąkliwość drewna jest odwrotnie proporcjonalna do jego gęstości.
Zjawisko to wiąże się z objętością porów, których więcej jest w drewnie lżejszym
niż w cięższym. Podobnie drewno twardzieli wchłania wodę wolniej niż biel.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
27
Drewno o dużej gęstości wolniej wchłania wodę niż drewno o niewielkiej gęstości. Pełne
nasycenie, czyli pojemność wodna drewna, odpowiada maksymalnej ilości wody, jakie drewno
może wchłonąć. Współczynnik nasycenia jest to stosunek wilgotności drewna
do maksymalnej możliwości wchłonięcia wilgoci (czyli pojemności wodnej).
Zdolność drewna do przepuszczania wody pod ciśnieniem nazywa się przesiąkliwością.
Zależna jest ona od gatunku drewna, wilgotności początkowej drewna, szerokości słojów
rocznych, wieku drewna itp. U gatunków liściastych pod ciśnieniem 0,1MPa przesącza się
przez 1cm
2
przekroju poprzecznego 30–150cm
3
wody, u iglastych zaś zaledwie 5–50cm
3
.
Przesiąkliwość drewna przez powierzchnię czołową jest znacznie większa niż przez
promieniową i styczną, a przez promieniową nieco większa niż przez styczną. Przesiąkliwość
drewna gatunków iglastych jest częściowo uwarunkowana zaworowym działaniem torusa
(zapory w jamkach między cewkami). Najwięcej cieczy przechodzi z jednej cewki do drugiej,
gdy torus znajduje się w położeniu środkowym, jeżeli natomiast przesunie się do ścianki,
zdolność przepływu wody praktycznie zanika.
Ponieważ gęstość związana jest w dużym stopniu z udziałem drewna późnego,
przesiąkliwość wraz ze wzrostem udziału tego drewna będzie malała, przede wszystkim
u gatunków liściastych. Natomiast w wypadku gatunków iglastych możliwy jest wzrost
przesiąkliwości wraz ze wzrostem udziału drewna późnego. Zjawisko to, obserwowane
u drewna świerka i jodły, spowodowane jest większą ilością jamek w drewnie późnym niż
w drewnie wczesnym.
Przesiąkliwość drewna, stanowi ważną właściwość w produkcji niektórych wyrobów
przemysłowych oraz w zabezpieczeniu drewna przed grzybami, owadami i ujemnymi
wpływami atmosferycznymi. Szczególną rolę ma przesiąkliwość w produkcji beczek,
zbiorników wodnych, łodzi wpływa bowiem decydująco na głębokość wnikania impregnatów
Skurcz i pęcznienie – drewno wilgotne podczas suszenia zawsze kurczy się, podczas
nasiąkania wodą pęcznieje. Podczas skurczu drewno pęka i paczy się. Dlatego konstrukcje
drewniane (więźby, ramy okienne, listwy boazeryjne itp.) powinny być przygotowywane
z drewna już wysuszonego, do takiej wilgotności, w jakiej będzie ono użytkowane. Najczęściej
używa się do wykonania elementów konstrukcyjnych drewna w stanie powietrzno-suchym.
Objętość drewna spęcznianego jest w przybliżeniu równa sumie objętości drewna
całkowicie suchego i objętości wchłoniętej wody imbibicyjnej (związanej). Jak wykazały
badania, objętość spęcznianego drewna jest w porównaniu z powyższą sumą nieco mniejsza.
Wynika stąd wniosek, że nowo powstały układ uległ pewnej kompresji, a różnicę między
wielkością układu nie skomprymowanego (objętość drewna + objętość wchłoniętej wody)
i układu skomprymowanego (faktyczna objętość spęcznianego drewna) określa się mianem
kontrakcji objętości. W praktyce na ogół przyjmuje się, że kurczenie i pęcznienie
są to zjawiska odwracalne, równe co do wielkości. W rzeczywistości jednak pęcznienie drewna
przy wilgotności 4–30% nie jest procesem w pełni odwracalnym. Jeżeli bowiem całkowicie
suche drewno doprowadzić do stanu wilgotności odpowiadającej punktowi nasycenia włókien,
a potem ponownie wysuszyć do stanu całkowicie suchego, to krzywe pęcznienia i kurczenia
nie pokrywają się w całości, z wyjątkiem początkowego stanu wilgotności (0 do 3%) i
w pobliżu punktu nasycenia włókien (przy założeniu, że proces nawilgocenia i kurczenia się
przebiega w analogicznych warunkach temperatury i wilgotności względnej powietrza).
Zjawisko to określa się mianem histerezy kurczliwości. Histereza kurczliwości przebiega
proporcjonalnie do histerezy wilgotności. Zależnie od zmieniającego się dla poszczególnych
gatunków
drewna
współczynnika
kurczliwości
osiąga
mniejsze
lub większe wartości.
Jednym ze sposobów uszlachetniania tarcicy bukowej i jednocześnie sposobów
zmniejszania wpływu histerezy kurczliwości jest konserwacyjno-uszlachetniające parowanie.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
28
Właściwości mechaniczne drewna
Opisywanie i badanie mechanicznych własności drewna przedstawia większe trudności niż
badanie metali. Przy badaniu drewna należy uwzględnić jego anizotropię oraz czynniki
uboczne, które obniżają wytrzymałość. Jest to przede wszystkim wilgotność, ciężar właściwy,
udział drewna wczesnego i późnego, wady drewna i inne. Wytrzymałość drewna wyraża się
w MPa.
Przez
właściwości
mechaniczne
drewna
należy
rozumieć
zdolność
drewna
do przeciwstawiania się działaniu zewnętrznych sił mechanicznych, które mogą spowodować
odkształcenie, zniszczenie materiału lub rozerwanie jego spoistości.
Drewno może podlegać działaniu obciążeń dynamicznych i statycznych bądź jednocześnie
jednych
i drugich.
Przy
obciążeniach
statycznych
siły
wzrastają
powoli
do maksymalnej wielkości, działając stale w jednym i tym samym kierunku. Cechą obciążeń
dynamicznych jest jednokierunkowe udarowe działanie siły o maksymalnej wielkości albo
działanie wielokrotne, bardzo szybkie i zmienne co do wielkości i kierunku (tzw. obciążenie
wibracyjne). To ostatnie działanie siły jest szczególnie niebezpieczne, gdyż powoduje
uszkodzenie materiału w stosunkowo krótkim czasie, przy czym wielkość siły działającej może
być mniejsza niż przy obciążeniach statycznych, jednakże naprężenia wywołane przez siły
wibracyjne są znacznie większe.
Wytrzymałość na ściskanie jest to opór, jaki stawia materiał działaniu sił ściskających,
dążących do jego odkształcenia lub zniszczenia. Miarą wytrzymałości na ściskanie jest
wyrażone w MPa naprężenie, przy którym następuje zniszczenie badanej próbki.
Szerokie zastosowanie drewna w różnych konstrukcjach jest uzasadnione stosunkowo
wysokim stopniem wytrzymałości na ściskanie. Jako przykład elementów drewnianych
obciążonych siłami ściskającymi można wymienić belki podpierające, pale, wiązary, stemple
kopalniakowe itp.
Wytrzymałość drewna można badać wzdłuż lub w poprzek włókien, w kierunku
promieniowym lub stycznym. Oznaczanie wytrzymałości na ściskanie jest łatwe
do przeprowadzenia, a znajomość jej pozwala z dużym prawdopodobieństwem wnioskować
o innych rodzajach wytrzymałości drewna. Dlatego też wytrzymałość na ściskanie jest dobrym
sprawdzianem i łatwym w zastosowaniu miernikiem jakości i technicznej wartości drewna.
Wytrzymałość drewna na ściskanie, malejące ze wzrostem wilgotności drewna
i odwrotnie, wynosi średnio 40–50 MPa, co stanowi 40–50% wytrzymałości na rozciąganie
podłużne. Jednak wszelkiego rodzaju wady zmniejszają wytrzymałość na ściskanie.
Wyniki przeprowadzonych badań wykazały, że wytrzymałość na ściskanie zależy
od pochodzenia badanej próbki drewna z określonej partii strzały drewna. W drewnie sosny
najmniejsza jest ona w części wierzchołkowej i wzrasta w miarę zbliżania się do odziomka.
Duży wpływ na wytrzymałość drewna przy ściskaniu, zwłaszcza u gatunków
twardzielowych, wywiera położenie próbki na przekroju poprzecznym pnia drzewa. Część
twardzielowa znacznie przewyższa pod tym względem bielastą partię strzały. Wyraźny wpływ
na wytrzymałość drewna przy ściskaniu ma gęstość oraz właściwości anatomiczne drewna,
warunki glebowe, siedliskowe itp. Z gatunków krajowych największą wytrzymałość
na ściskanie wzdłuż włókien przy wilgotności 15% wykazuje drewno robini (67,0 MPa),
następnie modrzewia, grabu, jesionu i dębu (w granicach 56,0–52,0MPa), drewno brzozy,
buka i sosny (46,1–41,3 MPa), a najmniejszą drewno świerka, wiązu, olszy, osiki, lipy i jodły
(39,2–34,8 MPa).
Wytrzymałość drewna na ściskanie w poprzek włókien w kierunku promieniowym wynosi
zaledwie 15–25% wytrzymałości na ściskanie wzdłuż włókien u drewna gatunków iglastych
oraz 30–40% u gatunków liściastych. Drewno gatunków o dobrze rozwiniętych promieniach
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
29
drzewnych (dąb, buk, klon i brzoza) jest parokrotnie wytrzymalsze na ściskanie poprzeczne
w kierunku promieniowym aniżeli w kierunku stycznym. Drewno liściaste o słabo rozwiniętych
promieniach drzewnych wykazuje jednakową wytrzymałość na ściskanie poprzeczne, bez
względu na kierunek działania sił. U gatunków iglastych występuje zjawisko odwrotne:
wytrzymałość na ściskanie poprzeczne w kierunku stycznym jest półtora raza większe od
wytrzymałości w kierunku promieniowym.
Według polskich norm (PN-D/79-04102) badania wytrzymałości drewna na ściskanie
przeprowadza się na próbkach prostopadłościennych o wymiarach 2x2x3cm (ostatni wymiar –
wzdłuż włókien), przy wykorzystaniu maszyny probierczej do badania drewna
(np. czterotonowej maszyny wytrzymałościowej Amslera opisanej w następnym podrozdziale),
nastawiając siłomierz na 40 000 N.
Wytrzymałość na rozciąganie podłużne wykazuje najwyższą wartość wśród
mechanicznych właściwości drewna. Wpływają na to cechy drewna wynikające z jego
chemicznej, submikroskopowej i mikroskopowej budowy. Wytrzymałość włókien drzewnych
na rozciąganie podłużne wynosi 300–400 MPa, ściany komórkowej drzew iglastych
450–700 MPa. Odpowiednie wartości dla drewna są znacznie mniejsze i zawierają się
w granicach 180–290 MPa.
Badania wytrzymałościowe na rozciąganie przeprowadza się wzdłuż i w poprzek włókien.
Wytrzymałość
na
rozciąganie
w poprzek
włókien
wynosi
średnio nie więcej
niż 1/20–1/10 wytrzymałości wzdłuż włókien. Jest to główna przyczyna, dla której wyklucza
się zastosowanie drewna tam, gdzie działają na nie siły rozciągające w poprzek włókien.
Duże znaczenie mają anatomiczne właściwości drewna, jednolitość jego budowy, gęstość,
położenie na przekroju podłużnym itp. Sękatość i skośny przebieg włókien w drewnie
zmniejszają wydatnie jego wytrzymałość na rozerwanie.
Wytrzymałość na rozciąganie wzdłuż włókien jest około 2,5 raza większa
od wytrzymałości na ściskanie. Mimo to w praktyce rzadko wykorzystuje się wytrzymałość na
rozciąganie ze względu na małą wytrzymałość na ściskanie, co stanowi duże
niebezpieczeństwo dla rozciąganych elementów drewnianych. Sęki powodują zmniejszenie
pola przekroju drewna o normalnej wytrzymałości oraz zakłócenie w normalnym układzie
włókien.
Skręcanie jest to rodzaj obciążenia, dla którego siły zewnętrzne sprowadzają się
do dwóch par sił o momentach równych, lecz o kierunkach przeciwnych, przy czym pary tych
sił działają w płaszczyznach prostopadłych do osi. W wypadku skręcania drewna wzdłuż
włókien, gdy oś skręcania zbiega się z ich kierunkiem, następuje zniszczenie materiału wskutek
rozłupania równoległego do włókien. Wytrzymałość drewna na skręcanie w poprzek włókien –
gdy włókna są ułożone prostopadle do osi skręcania – jest znacznie mniejsze
niż w wypadku skręcania wzdłuż włókien. Wpływ wilgotności na wytrzymałość drewna
na skręcanie jest nieznaczny. Wytrzymałość na skręcanie rośnie wraz z gęstością drewna
i wzrostem udziału drewna późnego. Natomiast związek między wytrzymałością na skręcanie a
słoistością drewna jest bardzo słaby.
Badanie wytrzymałości na zginanie statyczne stanowi, oprócz próby wytrzymałości
na ściskanie podłużne, najczęściej stosowaną próbę wytrzymałościową. Przyczyną tego jest
szerokie stosowanie drewna w dziedzinach, w których ważna jest wytrzymałość drewna
na zginanie, oraz łatwość wyrobienia próbek i przeprowadzenia doświadczeń. Drewno
wykazuje dużą wytrzymałość na zginanie statyczne, czym tłumaczy się często stosowanie
drewna w konstrukcjach budowlanych (belki, części mostów, stropów itp.). Wyróżnia się dwa
rodzaje poprzecznego zginania statycznego, w zależności od kierunku działania siły
w stosunku do rocznych słojów:
−
stycznego – gdy kierunek sił pokrywa się ze styczną do słoi rocznych,
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
30
−
promieniowego – gdy kierunek sił pokrywa się z promieniami drzewnymi.
Wytrzymałość drewna na zginanie poprzeczne ma szczególne znaczenie w budownictwie.
Do zmniejszenia się tej wytrzymałości przyczyniają się w wydatnym stopniu niejednolitość
budowy materiału i wady drewna (sęki, skośny przebieg włókien, zgnilizna itp.).
Przy badaniach drewna na zginanie można wnioskować o jakości badanego materiału
z wyglądu złamania. Wysokogatunkowe drewno daje przełom włóknisty, drewno zaś zleżałe,
kruche i nadgniłe daje przełom gładki, z niewielką ilością tępych wypustek i wgłębień. Wpływ
mają również czynniki techniczne, jak sposób łączenia konstrukcji i wymiary belek.
Najodporniejsze na zginanie statyczne są belki o przekroju prostokątnym przy stosunku boków
5:7 i pionowym układzie słojów rocznych względem podstawy belki. Stosunek między
wytrzymałością na zginanie statyczne w poprzek włókien a wytrzymałością na ściskanie
wzdłuż włókien wynosi średnio 2,0. Dla poszczególnych gatunków stosunek ten przedstawia
się następująco: dla brzozy – 1,8; dla buka – 2,1; dla dębu – 2,2; dla klonu – 2,0; dla osiki 1,9.
Wpływ wilgotności na wytrzymałość drewna na statyczne zginanie jest dość znaczny. Na
wytrzymałość drewna przy zginaniu statycznym wpływa również kierunek działającej siły.
Wytrzymałość drewna liściastego na zginanie w kierunku promieniowym jest o 2 do 4%
większa od wytrzymałości w kierunku stycznym. Znacznie wyraźniej wpływ ten zarysowuje się
u gatunków iglastych. Wytrzymałość drewna na zginanie w kierunku stycznym może być o 10
do 12% większa niż w kierunku promieniowym.
Wytrzymałość drewna na zginanie zależy od tych samych czynników, co wytrzymałość na
ściskanie, a więc od wilgotności, gęstości, położenia próbki na przekroju podłużnym strzały,
właściwości strukturalnych drzewa itp.
Wytrzymałość na ścinanie jest to stosunek obciążenia ścinającego do teoretycznego pola
ścinanego przekroju. Jest ona różna z uwagi na anizotropową budowę drewna, a więc zależna
od kierunku ścinania. w związku z tym wyróżnia się takie kierunki przy których:
−
siła działa prostopadle do włókien i usiłuje przeciąć drewno w płaszczyźnie przekroju
poprzecznego w kierunku stycznym lub promieniowym;
−
siła działa prostopadle do włókien i usiłuje przeciąć drewno w płaszczyźnie przekroju
stycznego lub promieniowego;
−
siła działa równolegle do włókien i usiłuje przeciąć drewno w płaszczyźnie przekroju
stycznego lub promieniowego.
Wytrzymałość drewna na ścinanie czołowe w kierunku stycznym jest na ogół nieco
mniejsza niż w kierunku promieniowym. Wytrzymałość drewna na ścinanie boczne prostopadłe
do włókien zależy w dużym stopniu od płaszczyzny ścinania. Drewno gatunków o szerokich
promieniach drzewnych, np. bukowe, jest bardziej wytrzymałe na ścinanie w płaszczyźnie
stycznej niż w promieniowej. Przeciwne zjawisko występuje u drzew iglastych i liściastych
pierścieniowo-naczyniowych (np. u jesionu).
Opór drewna na ścinanie równoległe do włókien jest znacznie mniejszy niż przy
poprzednio omówionych rodzajach ścinania. Fakt ten ma wydatne znaczenie praktyczne
w mechanicznej obróbce drewna. Opór na ścinanie równoległe do włókien jest większy
w płaszczyźnie stycznej niż w promieniowej.
Duży wpływ na wytrzymałość drewna na ścinanie ma wilgotność bezwzględna drewna.
Jednoprocentowy wzrost wilgotności drewna powoduje zmniejszanie wytrzymałości
na ścinanie o około 4%.
Wytrzymałość na rozłupanie jest to wyrażony w MPa stosunek siły powodującej
rozłupanie drewna do pola przekroju odniesienia. Innymi słowy, wytrzymałość drewna na
rozłupanie jest to zdolność drewna do przeciwstawiania się rozszczepieniu wzdłuż włókien
pod wpływem działania klina.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
31
Drewno gatunków liściastych łupie się łatwiej w płaszczyźnie promieniowej. Fakt ten
tłumaczy się obecnością silnie rozwiniętych promieni drzewnych, które biegnąc od rdzenia
do obwodu w poprzek włókien drzewnych osłabiają ich związek w kierunku stycznym. Przy
rozszczepianiu drewna w płaszczyźnie stycznej należy nie tylko pokonywać silny związek
między włóknami (w kierunku promieniowym), ale również rozrywać same promienie
drzewne. w drewnie gatunków iglastych rozszczepienie w kierunku stycznym zachodzi łatwiej
niż w kierunku promieniowym. Tłumaczy się to wyraźną różnicą między drewnem wiosennym
a letnim i małą wytrzymałością drewna wiosennego.
Znaczny wpływ na zwiększenie wytrzymałości na rozszczepienie mają wszelkie
nieregularności w budowie drewna, a szczególnie falistość, spiralność, sękatość itp. Wpływ
wilgotności w granicach 7–17% na łupliwość drewna jest nieznaczny. Praktycznie drewno
gatunków twardszych w stanie wilgotnym łupie się łatwiej niż drewno miękkie w stanie
wilgotnym (na mrozie – przeciwnie).
Wytrzymałość drewna na uderzenie dynamiczne, inaczej udarność drewna, charakteryzuje
giętkość lub cechę przeciwstawną – kruchość. Wytrzymałość udarowa drewna ma duże
znaczenie praktyczne przy zastępowaniu drewnianych konstrukcji mostowych, drewnianych
części samolotów i przy produkcji opakowań. Miernikiem udarności jest ilość pracy potrzebna
do złamania drewna w stosunku do przekroju w J/m
2
.
Między wilgotnością drewna a jego udarnością istnieją zróżnicowane powiązania, zależne
od gatunku drewna. Badania nad drewnem świerka, sosny i buka wykazały, że w przedziale
wilgotności 0–15% udarność zmniejsza się o 2,5% przy wzroście wilgotności o 1%; wzrost
wilgotności powyżej 20% nie powoduje zmian udarności, z wyjątkiem nieznacznego jej spadku
w drewnie bukowym. Również skośny przebieg włókien wydatnie zmniejsza udarność.
Odchylenie włókien od przebiegu prostoliniowego np. o 5
o
powoduje zmniejszenie udarności
o 10%, natomiast przy odchyleniu o 10
o
- udarność zmniejsza się już o 50%.
Twardość drewna odgrywa istotną rolę podczas obróbki drewna i decyduje o wartości
użytkowej elementów drewnianych narażonych na ścieranie. Przez twardość drewna należy
rozumieć opór stawiany przez nie ciałom usiłującym wniknąć do środka materiału.
Na twardość drewna wpływa szereg czynników, m.in. gęstość drewna, wilgotność, kierunek
działania siły.
Twardość drewna rośnie proporcjonalnie do wzrostu jego gęstości. Drewno późne oraz
o zwięzłej strukturze wykazuje większą twardość niż drewno wczesne lub o luźnej strukturze.
Twardość drewna na przekroju poprzecznym przewyższa twardość na przekroju stycznym
lub promieniowym średnio o 1,5 do 2 razy.
Woda jest czynnikiem zmiękczającym drewno i dlatego przy wilgotności poniżej 8%
kruchość drewna jest tak wielka, że uniemożliwia oznaczenie twardości. Z tego powodu
twardość drewna określa się przy wilgotności nie większej niż 8%.
Najczęściej stosowanymi metodami oznaczania twardości czołowej drewna są metody
Janki i Brinella, natomiast twardość drewna w kierunku promieniowym i stycznym oznacza się
metodami Chalais-Meudona.
Próba twardości metodą Janki polega na wciskaniu w drewno kulki o średnicy 11,28 mm
do głębokości promienia (5,64 mm). Powierzchnia uzyskanego wklęśnięcia wynosi 1cm2.
Odczyt na tarczy siłomierza maszyny probierczej daje od razu liczbę twardości drewna w MPa.
w metodzie tej głębokość wcisku jest stała, natomiast siła potrzebna do tego wcisku jest różna,
zależnie od twardości drewna.
Badanie twardości metodą Brinella polega na wciskaniu kulki o średnicy 10 mm na różną
głębokość przy użyciu tej samej wielkości obciążenia. w metodzie tej siła jest stała, natomiast
głębokość wcisku jest różna, zależnie od twardości drewna.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
32
Oznaczenie twardości drewna metodą Chalais-Meudona polega na wciskaniu walca
stalowego o średnicy 3 cm pobocznicą, w promieniową lub styczną płaszczyznę badanej próbki
(20x20x300 mm).
Przez wytrzymałość drewna na ścieranie należy rozumieć odporność drewna
na zniszczenie jego powierzchni wskutek tarcia. Ścieralność polega więc na zmianach
zachodzących na powierzchni drewna pod wpływem różnych form tarcia, w wyniku których
następuje zużycie powierzchni, ubytek masy oraz zmniejszenie się objętości drewna.
Powierzchnia przekroju poprzecznego drewna wykazuje niską ścieralność: zużycie
powierzchni bocznych wskutek ścierania jest przeciętnie o 60% większe niż powierzchni
czołowej. Wraz ze wzrostem wilgotności wzrasta ścieralność, przy czym wpływ ten obserwuje
się tylko w granicach 0–30% wilgotności.
Giętkość drewna stanowi ważne zagadnienie w produkcji wielu wyrobów, szczególnie
w produkcji mebli i sprzętu sportowego. Badania giętkości przeprowadza się w specjalnych
szablonach. Badanie prowadzi się dopóty, dopóki w próbce nie wystąpią wyraźne ślady
zniszczenia.
Jednym z najprostszych sposobów łączenia części drewnianych ze sobą lub innymi
materiałami jest zastosowanie gwoździ lub wkrętów. Miarą zdolności drewna do utrzymania
gwoździ jest wyrażona w N siła potrzebna do wyrwania ich z drewna. Związanie gwoździa
z drewnem zależy w dużym stopniu od kierunku wbijania go w drewno. Siła potrzebna do
wyrywania gwoździa wbitego w przekrój czołowy (kąt 0
o
w stosunku do włókien) jest średnio
o 25% mniejsza od siły potrzebnej do wyciągania gwoździ wbitych w poprzek włókien (kąt
90
°
w stosunku do włókien).
Badania nad oznaczaniem zdolności utrzymania gwoździ i wkrętów przeprowadza się na
próbkach drewna o wymiarach 150x50x50 ± 1 mm. W odpowiednie miejsca należy wbijać
gwoździe na głębokość 30 ± 1 mm, prostopadle do powierzchni próbki, kolejno po dwa
gwoździe w kierunku w poprzek włókien w płaszczyźnie promieniowej i stycznej oraz
po jednym gwoździu w oba czoła próbki w kierunku wzdłuż włókien. Do wyciągania gwoździ
używa się specjalnych uchwytów maszyny probierczej.
Zdolność utrzymywania wkrętów przez drewno decyduje o wytrzymałości połączeń
i polega na tym, że elementy budowy drewna w czasie dostawania się między nie gwintu
wywierają nacisk na jego powierzchnię. Nacisk ten jest tym większy, im większa jest spoistość
drewna (gęstość) oraz jego sprężystość w czasie wyrywania wkrętów.
Podobnie jak w przypadku gwoździ, miarą zdolności drewna do utrzymania wkrętów jest
wyrażona w N siłą, jakiej trzeba użyć do pokonania oporu drewna przy wyrywaniu wkrętów
w kierunku ich osi.
Badania wykazały, że zarówno wilgotność badanego materiału, jak i jego nawilgacanie
oraz przetrzymywanie w wilgotnym pomieszczeniu zmniejszają opór materiału przy wyrywaniu
wkrętów. Oprócz tego stwierdzono, że opór materiału przy wyrywaniu wkrętów w kierunku
prostopadłym jest wyraźnie większy niż w kierunku równoległym do przebiegu włókien.
Badanie właściwości fizycznych i mechanicznych drewna
Terminologię i symbole odnośnie badań fizycznych i mechanicznych właściwości drewna
określa polska norma PN-84/D-04099 z dnia 1 lipca 1985r., natomiast ogólne wytyczne
pobierania i przygotowania próbek do badań – PN-77/D-04227 z dnia 1 lipca 1978r.
Cytowana norma przewiduje dwa pojęcia próbek:
−
próbka pierwotna, określana jako sztuka drewna pobranego z partii zgodnie z celem
badań, w sposób zapewniający jej reprezentatywność, przeznaczona do pozyskania z niej
wymaganej liczby próbek laboratoryjnych,
−
próbka laboratoryjna – próbka drewna wolnego od widocznych wad, o niewielkich
wymiarach, ustalonym kształcie i wykonaniu, przeznaczona do bezpośredniego oznaczania
na niej określonej właściwości fizycznej lub mechanicznej.
Zakłada się dwie metody pobierania próbek pierwotnych:
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
33
−
metoda selektywna powinna być stosowana wtedy, gdy znane są współczynniki
zmienności właściwości drewna dla jednego drzewa i dla różnych drzew jednego gatunku,
oraz wtedy, gdy jest możliwe pobieranie materiału na próbki pierwotne z dużej liczby
drzew lub kłód;
−
metoda mechaniczna powinna być stosowana wtedy, gdy znane są średnie wartości
współczynników zmienności właściwości drewna oraz wtedy, gdy jest możliwe pobieranie
materiału na próbki pierwotne z ograniczonej liczby drzew lub kłód.
Oprócz wspomnianych wcześniej norm, do badania właściwości drewna używa się:
1. PN-54/D-04106 Fizyczne i mechaniczne własności drewna. Badanie łupliwości.
2. PN-54/D-04109 Fizyczne i mechaniczne własności drewna. Badanie twardości metodą
Janki.
3. PN-55/D-04110 Fizyczne i mechaniczne własności drewna. Badanie procentowego
udziału drewna wczesnego i późnego.
4. PN-56/D-95070 Drewno rezonansowe z drzew liściastych.
5. PN-59/D-04119 Fizyczne i mechaniczne własności drewna. Oznaczanie nasiąkliwości.
6. PN-60/D-04120 Fizyczne i mechaniczne własności drewna. Oznaczanie higroskopijności.
7. PN-63/D-04117 Fizyczne i mechaniczne własności drewna. Oznaczanie współczynnika
sprężystości przy zginaniu statycznym.
8. PN-63/D-95071 Drewno rezonansowe z drzew iglastych.
9. PN-67/D-04122 Fizyczne i mechaniczne własności drewna. Statystyczne wyznaczenie
liczności próbki.
10. PN-68/D-04103 Fizyczne i mechaniczne własności drewna. Oznaczanie wytrzymałości na
zginanie statyczne.
11. PN-68/D-04299 Fizyczne i mechaniczne własności drewna. Oznaczanie umownej
wytrzymałości (oporu) na zgniecenie częściowe w poprzek włókien.
12. PN-75/D-04123 Drewno. Oznaczanie modułu sprężystości przy zginaniu statycznym
w strefie czystego zginania.
13. PN-77/D-04100 Drewno. Oznaczanie wilgotności.
14. PN-77/D-04101 Drewno. Oznaczanie gęstości.
15. PN-77/D-04229 Drewno. Oznaczanie wytrzymałości na ściskanie w poprzek włókien.
16. PN-79/D-04102 Drewno. Oznaczanie wytrzymałości na ściskanie wzdłuż włókien.
17. PN-79/D-04104 Drewno. Oznaczanie udarności i wytrzymałości na zginanie dynamiczne.
18. PN-79/D-04105 Drewno. Oznaczanie wytrzymałości na ścinanie wzdłuż włókien.
19. PN-81/D-04107 Drewno. Oznaczanie wytrzymałości na rozciąganie wzdłuż włókien.
20. PN-81/D-04108 Drewno. Oznaczanie wytrzymałości na rozciąganie w poprzek włókien.
21. PN-82/D-04111 Drewno. Oznaczanie skurczu i spęcznienia.
22. PN-84/D-04152 Tarcica. Oznaczanie modułu sprężystości przy zginaniu statycznym.
23. PN-90/D-04109 Drewno. Oznaczanie twardości statycznej.
Badanie wilgotności przy użyciu wilgotnościomierza pojemnościowego WIP – 20D
Wilgotnościomierz WIP-20D jest elektronicznym przyrządem do pomiaru wilgotności
drewna. Zasadniczymi elementami składowymi przyrządu jest miernik z wbudowaną na stałe
sondą stykową. Przyrząd umożliwia pomiar wilgotności w zakresie od 2 do 30% wilgotności
bezwzględnej, z dokładnością do 0,1%. Działanie przyrządu oparte jest na pomiarze stałej
dielektrycznej.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
34
Rys. 1. Sposób trzyma-
nia wilgotnościomierza
podczas pomiaru
[10 s. 20]
Wykonanie pomiarów:
1) przełącznik „GATUNEK DREWNA” należy ustawić w położenie „ZEROWANIE”.
Trzymając przyrząd w powietrzu nacisnąć przycisk ZAŁ. i pokrętłem ZEROWANIE
nastawić wartość 00,0 (dopuszczalny błąd ±0,2)
2) ustawić przełącznik „GATUNEK DREWNA” w położenie odpowiadające gatunkowi
badanego drewna. Po przyłożeniu i dociśnięciu sondy stykowej do powierzchni drewna
(rys. 1) i naciśnięciu przycisku ZAŁ. (tzn. mając miernik tak, jak jest to przedstawione na
rysunku) odczytać zmierzoną wilgotność drewna. Linia styku sondy z materiałem powinna
być ułożona prostopadle do kierunku przebiegu włókien.
Jeżeli w lewym górnym rogu wyświetlacza pojawi się znak
LOW BATT oznacza to, że bateria zasilająca jest wyczerpana
i prowadzenie pomiarów jest niemożliwe. Błąd pomiaru jest
wówczas zbyt duży. Na wynik pomiaru mają wpływ:
1) grubość tarcicy (jeżeli jest mniejsza od 40 mm to wynik jest
zawyżony),
2) sęki (wynik zawyżony),
3) pęknięcia (wynik zaniżony),
4) gładkość powierzchni (powierzchnia bardziej szorstka to wynik
jest zaniżony),
5) temperatura (jeżeli jest wyższa od 20°C to wynik jest
zawyżony).
Powyższe oddziaływania są nie duże i nie powinny mieć
istotnego wpływu na wynik pomiaru. Jednak równoczesne
wystąpienie kilku czynników oddziaływujących w tym samym kierunku np. zawyżających
wynik doprowadzi do powstania błędu pomiarowego.
Czterotonowa maszyna wytrzymałościowa Amslera
Czterotonowa maszyna probiercza Amslera składa się z następujących zasadniczych
części: płyty fundamentowej, dwu stojaków połączonych poprzecznicą górną, pompy olejowej
dwustronnego działania, siłownika hydraulicznego, ramy zawieszonej na tłoku siłownika, młota
udarowego, urządzeń rejestrujących (siłomierz sprężynowy, bęben z rysikiem, skala młota
udarowego).
Uniwersalna maszyna wytrzymałościowa Amslera przystosowana jest do dwu zakresów
obciążeń: w granicach 0–4kN oraz 0–40kN. Wielkość obciążenia maksymalnego zależy od
powierzchni pracującego tłoka. Pomiędzy właściwym tłokiem i cylindrem siłownika
hydraulicznego umieszczona jest grubościenna tuleja metalowa, którą można sprzęgać
z cylindrem, przesuwając odpowiednią dźwignię. Wówczas pod ciśnieniem oleju przesuwa się
ku górze jedynie tłok właściwy, o niewielkiej powierzchni, umożliwiającej uzyskanie
maksymalnego obciążenia równego 4kN. w przypadku nie sprzężenia tulei z cylindrem,
przesuwa się ona ku górze wraz z tłokiem, zwiększając tym samym jego powierzchnię.
Wielkość maksymalnego obciążenia wynosi wówczas 40kN. Zakres obciążeń 0–4kN stosuje
się w tych badaniach, w których zniszczenie próbki następuje przy małej sile niszczącej.
Zastosowanie mniejszego zakresu pozwala na zwiększenie dokładności odczytu i zmniejszenie
błędu badania.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
35
Rys. 2. Schemat czterotonowej maszyny wytrzymałościowej Amslera [10 s. 38]
W wyniku obracania korby (k) pompy olejowej dwustronnego działania, w przypadku
zamknięcia zaworu przepustowego (w), olej wtłaczany ze zbiornika (z) do cylindra (c) unosi
tłok (t) wraz z zawieszoną na nim ramą (p) z dwiema podporami stałymi. Próbka, umieszczona
na dolnej poprzecznicy ramy bądź na podporach, jest w ten sposób dociskana do nieruchomej
napory. Po odkręceniu zaworu olej spływa przewodem dopływowym do zbiornika, tłok zaś
przesuwa się do pozycji wyjściowej.
Na dolnej poprzecznicy ramy podwieszona jest jedna para szczęk, przeznaczonych
do uchwycenia próbki do badania wytrzymałości na rozciąganie w poprzek włókien, oraz
szczęka do uchwycenia próbki do badania wytrzymałości na rozłupanie. Odpowiednie szczęki
nieruchome zamocowane są na wsporniku umieszczonym poniżej ramy, na stojaku maszyny.
Wielkość siły niszczącej odczytuje się na tarczy siłomierza. Sprężyna siłomierza podwieszona
jest do wspornika umieszczonego na stojaku maszyny. Drugi koniec sprężyny zamocowany
jest do tłoka poruszającego się w cylindrze. Pod wpływem wzrostu ciśnienia oleju tłok
w cylindrze pomiarowym przesuwa się, powodując wydłużenie sprężyny siłomierza.
Wydłużenie to przenosi się za pośrednictwem bloku na wskazówkę siłomierza, która przesuwa
przed sobą drugą wskazówkę (swobodnie osadzoną na osi), rejestrującą maksymalne
obciążenie w chwili zniszczenia próbki. Zależnie od stosowanego zakresu obciążeń, na tarczy
siłomierza umieszcza się odpowiednią skalę. Na górnej poprzecznicy maszyny, w pobliżu
tarczy
siłomierza,
umieszczony
jest
walec
z
pisakiem,
służącym
do wykonywania wykresów w toku badań wytrzymałościowych. W skutek połączenia
z ruchomą ramą siłownika bęben (b) obraca się proporcjonalnie do odkształceń próbki,
podczas gdy rysik (r) umieszczony na poziomym prowadniku, zazębionym z kołem zębatym na
osi siłomierza, przesuwa się proporcjonalnie do rosnącej siły.
Do przeprowadzenia badań wytrzymałości na zginanie dynamiczne oraz badania udarności
służy, zawieszony w maszynie, młot udarowy (m) o zasobie energii około 0,1 kJ. Próbkę
opiera się na dwóch podporach umocowanych w płycie fundamentowej maszyny. Stała
odległość podpór wynosi 240 mm. Podpory i ostrze młota mają zaokrąglenie o promieniu
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
36
równym 15 mm. Jedna z podpór jest uchylna i wyposażona w stalową kulkę o średnicy 10 mm.
Przy badaniu wytrzymałości na zginanie dynamiczne pod ruchomą podporę podkłada się
sztabkę aluminiową o wy cechowanej twardości Brinella. Pod wpływem reakcji wywołanej
uderzeniem młota w próbkę kulka wciska się w sztabkę aluminiową. Na podstawie pomiaru
średnicy wcisku określa się wielkość siły niszczącej. Przy badaniu udarności wielkość pracy
zużytej przez młot na zniszczenie próbki odczytuje się ze skali umieszczonej na stojaku
maszyny.
Opisana wyżej maszyna pozwala zbadać:
a) wytrzymałość na zginanie statyczne,
b) wytrzymałość na ściskanie wzdłuż włókien,
c) wytrzymałość na ścinanie,
d) wytrzymałość na rozciąganie w poprzek włókien
e) wytrzymałość na rozłupanie,
f) wytrzymałość na ściskanie w poprzek włókien,
g) wytrzymałość na zginanie dynamiczne,
h) udarność,
i)
twardość metodą Janki.
Charakterystyka drewna wybranych gatunków drzew leśnych
Charakterystyka drewna modrzewia. Przejście z drewna wczesnego w późne w tym
samym słoju gwałtowne. Słoje wyraźne, lekko faliste, o drewnie późnym ciemnym, silnie
rozwiniętym. Biel wąski (ok. 0,1 promienia), żółtawobiały, twardziel szeroka i zabarwiona
na kolor czerwonobrązowy. Przewody żywiczne występują najczęściej pojedynczo. Drewno
w porównaniu z innymi gatunkami iglastymi dość ciężkie i twarde. Promienie rdzeniowe
niewidoczne na żadnym przekroju, nawet pod lupą. Z wysuszonego drewna żywica nie
wycieka. Kora u drzew starszych gruba, głęboko podłużnie spękana, na przekroju
krwistobrązowa.
Charakterystyka drewna świerka pospolitego. Gatunek twardzielowy o twardzieli nie
zabarwionej, możliwej do makroskopowego wyróżnienia wyłącznie w stanie świeżym,
gdy twardziel jest jaśniejsza (suchsza) od bielu. Drewno białe lub jasnożółte, lekko błyszczące;
pochodzące z gleb błotnistych ma odcień czerwony. Drewno przypalone płomieniem palącej
się główki zapałki przez moment wokół płomienia silniej błyszczący (wyciekająca żywica).
Przez dłuższy czas drewno zachowuje żywiczny zapach. Charakterystyczny przekrój
poprzeczny, na którym widać ciemniej zabarwione przez żywicę plamki. Słoje wyraźne,
drewno późne wąskie, w ramach tego samego słoja rocznego łagodnie przechodzące we
wczesne. Przewody żywiczne jako małe kropki na przekroju poprzecznym i jako krótkie
przecinki (w świetle rozproszonym) na pozostałych przekrojach. Promienie rdzeniowe
widoczne wyłącznie na przekroju promieniowym (na przełupie lub na drewnie
wypolerowanym). Sęki w okółkach, dość małe, znacznie różniące się od drewna otaczającego.
Kora w młodości szarobrązowa z odcieniem czerwonawym, drobno łuszcząca się; u drzew
starszych szara z odcieniem brunatnawym, płytko spękana w kształcie dość regularnych płytek
o zarysie okrągławym.
Charakterystyka drewna jodły. Drewno bardzo podobne do świerka, lecz mniej
błyszczące i bardziej „aksamitne” w dotyku. Drewno białe, czasem z odcieniem różowym lub
żółtym, lekkie i miękkie. Przygrzane palącą się główką zapałki nie błyszczy jak świerk.
Przekrój poprzeczny bez plamek. Drewno świeże o zapachu zjełczałego masła,
po przeschnięciu bezwonne. Sęki rozmieszczone nieregularnie, dość małe, nieco ciemniejsze
niż otaczające drewno. Kora u drzew młodych szara, gładka, dość cienka, z pęcherzykami
żywicznymi wypełnionymi płynną żywicą. U drzew starszych w dolnych partiach strzały kora
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
37
ciemnieje, nieregularnie pęka, żywica krystalizuje w pęcherzach. Na przekroju poprzecznym
kora o barwie czerwono-brunatnej, o strukturze ziarnistej, bez warstwowania.
Charakterystyka drewna sosny zwyczajnej. Gatunek twardzielowy z twardzielą
zabarwioną na kolor czerwony lub czerwonobrunatny. W drewnie świeżo ściętym drewno
zabarwienie twardzieli słabe, z czasem intensywność jego rośnie. Biel żółtawobiały, dość
szeroki. Zapach drewna intensywnie żywiczny, utrzymuje się przez długi okres. Strefa drewna
późnego dobrze rozwinięta, drewno późne ciemniejsze od wczesnego, przejście od drewna
wczesnego do późnego dość łagodne, granica między nimi dość nieregularna. Przewody
żywiczne zgrupowane w drenie późnym, w którym widoczne są na przekroju poprzecznym
w postaci jasnych, małych punkcików lub na pograniczu drewna czesnego i późnego, gdzie
widoczne są w postaci ciemniejszych od drewna punkcików. Na przekroju podłużnym
i stycznym przewody żywiczne dość słabo widoczne; zauważyć je łatwo po nasyceniu drewna
roztworem octanu miedzi. Promienie rdzeniowe słabo widoczne; można je widzieć jedynie
na przekroju promieniowym na przełupie lub na drewnie wypolerowanym. Wyraźnie widoczne
są promienie, zawierające przewody żywiczne, szczególnie po nasyceniu drewna octanem
miedzi. Sęki wyraźnie w okółkach, ciemnobrązowe, stosunkowo duże. Młoda kora cienka,
żółtawa lub czerwonawo-brunatna, łuszcząca się cienkimi płatkami. Stara kora dość gruba,
często głęboko spękana, barwy brunatnej lub szarobrunatnej; spękania kory dość regularne,
jednak kształt ich u różnych osobników zmienny. Na przekroju kora złożona
z wielu warstw. Poszczególne warstwy oddzielone cienką żółtawobrunatną linią.
Charakterystyka drewna dębu szypułkowego. Gatunek twardzielowy z twardzielą
intensywnie zabarwioną na kolor jasno – do ciemnobrunatnego z lekkim odcieniem
zielonkawym. Biel wąski, żółtawobiały. w twardzieli może wystąpić pasmo wewnętrznego
bielu. Drewno dość ciężkie i twarde, o zapachu cierpko-kwaśnym. Rdzeń w kształcie
pięcioramiennej gwiazdy. Słoje wyraźnie widoczne; różnica budowy drewna wczesnego
i późnego duża. Naczynia drewna wczesnego duże(do 1 mm), w kierunku drewna późnego
zmniejszają się dość raptownie i wraz z komórkami miękiszowymi tworzą skupienia
przebiegające równolegle do promieni rdzeniowych (podobne do języczków ognia). Promienie
rdzeniowe w dość znacznych odstępach, jaśniejsze od tła, doskonale widoczne na wszystkich
przekrojach: na poprzecznym w postaci dość szerokich linii, na promieniowym – błyszczących
pasm (lusterek), na stycznym – szerokich ciemnych pasemek, dochodzących do 7cm.
wysokości. Kora u starych drzew dość gruba, głęboko spękana, szarobrunatna. Na przekroju
warstwowania kory słabo widoczne, barwy czerwonobrunatnej. Od strony drewna biegnie
gruba warstwa kory o zabarwieniu jasnobrunatnym.
Charakterystyka drewna jesionu wyniosłego. Gatunek twardzielowy z twardzielą
jasnobrązową (u osobników wyrosłych na otwartej przestrzeni) do brunatnej (u osobników ze
zwarcia). Biel szeroki; barwa bielu i twardzieli nie zabarwionej biała z odcieniem żółtawym lub
różowawym. Drewno twarde i ciężkie. Słoje wyraźne. Naczynia drewna wczesnego ułożone
w dość szeroki pierścień; ich światło widoczne gołym okiem na wszystkich przekrojach.
Naczynia drewna późnego ułożone pojedynczo lub grupami, otoczone tkanką miękiszową,
widoczny na przekroju poprzecznym jako punkciki. Promienie rdzeniowe na wypolerowanym
przekroju poprzecznym widoczne pod lupą; na promieniowym – widoczne gołym okiem jako
ciemniejsze od tła, błyszczące, małe plamki i pasemka. Kora w młodości zielonawo-szara, u
drzew starszych jasno szara, średnio gruba, spękana romboidalnie. Na przekroju kora
jasnobrązowa; zewnętrzna jej część bardzo niewyraźnie warstwowana; struktura warstw przy
drewnie ziarnista, zewnętrznych – płytkowa.
Charakterystyka drewna wiązu szypułkowego. Gatunek twardzielowy z twardzielą
jasno- lub szaro-brunatną; wewnątrz często występują czerwonawe lub zielonkawo-żółte
smugi. Biel szeroki; barwa bielu i twardzieli nie-zabarwionej żółtawoszara, stosunkowo mało
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
38
różniąca się od barwy twardzieli zabarwionej. Drewno twarde i ciężkie. Słoje wyraźnie
widoczne, naczynia drewna wczesnego ułożone w dość szeroki pierścień. Skupienia naczyń
w drewnie późnym różnią się od ciemnego tła jaśniejszym zabarwieniem; ułożone są one
w stosunkowo szerokie wstęgi,niekiedy szersze od warstw włókien między nimi leżących. Na
przekroju promieniowym drewno późne jaśniejsze od wczesnego. Miękisz drzewny otaczający
naczynia w drewnie późnym na przekroju stycznia widoczny w postaci ciemniejszych,
matowych, zygzakowatych linii. Promienie na przekroju poprzecznym słabo widoczne pod
lupą, wąskie, barwy zbliżonej do tła, a na promieniowym – widoczne w postaci połyskujących
pasemek lub plam ciemniejszych od tła. Młoda kora szarobrunatna, stara dość gruba, spękana,
ciemnobrunatna, łuszcząca się płatami. Na przekroju kora wyraźnie warstwowana, koloru
czerwonobrunatnego; część zewnętrzna o strukturze płytkowej, wewnętrzna – włóknistej.
Charakterystyka drewna buka zwyczajnego. Gatunek twardzielowy o twardzieli barwy
brunatnej; w wypadku występowania mrozowej fałszywej twardzieli barwy brunatno-
czerwonej z odcieniem szarawym; drewno twardzieli i bielu oddzielone ciemniejszą warstwą.
Gatunek uważany często za beztwardzielowy lub twardzielowy z twardzielą niezabarwioną.
Twardziel powstaje zazwyczaj w wieku około 100 lat. Biel bardzo szeroki, białawy
z odcieniem żółtawoczerwonym, znacznie bardziej intensywny po dłuższym składowaniu. Słoje
wyraźne, dość jednolicie zbudowane. Promienie bardzo dobrze widoczne na wszystkich
przekrojach. Na przekroju poprzecznym i stycznym promienie ciemniejsze od tła,
a na promieniowym – zależnie od kąta padania światła – ciemniejsze lub jaśniejsze od tła,
zawsze jednak bardziej błyszczące niż drewno. Wygląd promieni na przekroju stycznym bardzo
charakterystyczny; mają one tu kształt soczewek wysokości 3–5 mm, barwy ciemnobrunatnej.
Kora ciemna, szara z białymi plamkami i licznymi obwodowo przebiegającymi fałdkami lub
wzgórkami. U drzew starszych w odziomku kora ciemniejsza, czasem płytko, nieregularnie
spękana.
Charakterystyka drewna grabu. Drewno o jednolitym, szarobiałym zabarwieniu całego
przekroju, niekiedy z odcieniem żółtawym. Słoje słabo widoczne na przekroju poprzecznym,
zwykle faliste. Promienie dość rzadko ustawione, wyraźnie widocznie na wszystkich
przekrojach; zależnie od kąta podania światła wydają się one ciemniejsze lub jaśniejsze od tła.
na przekroju stycznym promienie widoczne jako wysokie, dość szerokie pasma, przebiegające
nieregularnie i ostro zakończone. Typową wadą jest nieregularność obwodu (falistość),
spowodowana wolniejszym wzrostem pnia na grubość w miejscach większego skupienia
promieni. Kora cienka, gładka, szaro-popielata, u drzew starszych z licznymi, płytkami,
nieregularnymi pęknięciami, zawarta, mocno przylegające do pnia.
Charakterystyka drewna klonu pospolitego. Drewno o jednolitym zabarwieniu
przekroju poprzecznego na kolor jasnoróżowy, niekiedy z odcieniem brązowym lub żółtym.
Może występować nieco ciemniejsze zabarwienie części centralnej pnia, uważane jako
twardziel lub fałszywa twardziel. Często przyrdzeniowe partie drzewa, są dość intensywnie
zabarwione na kolor brunatny z wyraźnym odcieniem zielonkawym, co uważane jest
za typową fałszywą twardziel. Słoje roczne widać na wszystkich przekrojach, lecz dość słabo
odgraniczone. Promienie rdzeniowe wąskie, lecz dość dobrze widoczne na wszystkich
przekrojach wskutek jasnego ich zabarwienia; na przekroju poprzecznym promienie tworzą
charakterystyczną falistość, a na stycznym – delikatne kreseczki o zabarwieniu jaśniejszym lub
ciemniejszym od tła, zależnie od kąta padania światła. Wysokość promieni około 1 mm. Kora
średniej grubości, w młodości czerwonobrunatna, w starszym wieku szarobrunatna, dość
regularnie wzdłużnie spękana. Na przekroju przy drewnie kora drobno warstwowana, białawo
żółta z odcieniem brunatno-czerwonym; przy obwodzie warstwy kory dość grube, słabo
widoczne, brunatno-czerwone.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
39
Charakterystyka drewna brzozy. Drewno o przekroju jednolicie zabarwionym na kolor
biały z odcieniem żółtawym lub czerwonawym; czasem występuje brunatna fałszywa twardziel.
Słoje słabo widoczne. Naczynia małe, równomiernie rozrzucone po całym słoju, dość dobrze
widoczne pod lupą na wszystkich dobrze wyszlifowanych przekrojach. Promienie widoczne
jedynie na dobrze wyszlifowanym przekroju promieniowym jako liczne, drobne ciemniejsze od
drewna plamki. w drewnie bardzo często występują plamki rdzeniowe, widoczne na
wszystkich
przekrojach.
Kora
w górnych
partiach
gładka,
biało-szarawa,
z wyraźnymi przetchlinkami, złuszczająca się obwodowo cienkimi paskami. w dolnych partiach
starych drzew kora bywa gruba, prawie czarna, głęboko spękana. Na przekroju kora twarda,
zwarta, o strukturze ziarnistej, barwy czerwonobrunatnej (przy drewnie jaśniejsza).
w zewnętrznej, ciemniejszej warstwie widoczne białawo-żółte kropki lub cętki.
Charakterystyka drewna lipy. Drewno o przekroju barwy jednolicie białej z lekkim
odcieniem różowawym, "aksamitne” z wyglądu i dotyku. Słoje dość dobrze widoczne. Granica
między drewnem wczesnym a późnym w ramach jednego słoja łagodna. Naczynia bardzo słabo
widoczne przez lupę i tylko na przekrojach bardzo dobrze wyszlifowanych. Promienie bardzo
małe, gęsto położone obok siebie dobrze widoczne gołym okiem tylko na dobrze
wyszlifowanych przekrojach: poprzecznym i promieniowym. Na przekroju promieniowym
pasemka promieni mogą mieć do 2 mm wysokości. Kora pnia dość cienka, ciemnoszara z
odcieniem zielonkawym; młodsza kora może mieć odcień wiśni. U drzew starych kora silnie
grubieje i dość głęboko podłużnie pęka. Na przekroju kora jest jasnoróżowa z
charakterystycznymi zielonkawymi trójkącikami. Kora dość miękka.
Charakterystyka drewna topoli osiki. Drewno o jednolitym zabarwieniu całego
przekroju na kolor biały z lekkim odcieniem zielonkawym, silniejszym przy sękach, ze słabym
„aksamitnym” połyskiem. Słoje dość słabo widoczne przez lupę na przekrojach dobrze
wyszlifowanych. Szlifowanie dość trudne. Promienie wskutek ich słabego połysku, można
zauważyć wyłącznie na promieniowym przełupie lub na wyszlifowanym przekroju
promieniowym. w drewnie mogą wystąpić jasnoszare lub żółtawe plamki rdzeniowe. Młoda
kora jasnoszara z odcieniem zielonkawym, stara – szara, romboidalnie spękana. Na przekroju
kora przy drewnie brunatna, przy obwodzie jasnobrązowa, drobno i niewyraźnie
warstwowana.
Charakterystyka drewna olszy czarnej. Drewno o jednolitym zabarwieniu powierzchni
przekroju na kolor różowy do czerwonobrunatnego; po ścince barwa jaśniejsza, z czasem
ciemniejąca. Drewno wykazuje słaby połysk; występują w nim liczne plamki rdzeniowe barwy
brunatno-czerwonej. Niekiedy występuje czerwonobrunatna fałszywa twardziel. Słoje słabo
widoczne, naczynia dostrzegalne gołym okiem na przekrojach podłużnych jako delikatne
bruzdki. Promienie na przekroju poprzecznym bardzo słabo widoczne, na promieniowym
często widoczne jako dość szerokie taśmy podobnego zabarwienia jak tło lecz połyskujące, a
na stycznym – jako dość długie (do 15 mm), ostro zakończone pasma, dość słabo wyróżniające
się barwą od tła. Kora czekoladowo-brązowa, u starszych drzew ciemna, dość gruba, spękana
w płatki. Na przekroju kora barwy czerwonobrunatnej, warstwowa.
Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jak zbudowane jest drzewo?
2. Jak zbudowane jest drewno?
3. Z czego zbudowane jest drewno?
4. Jakie elementy makroskopowej budowy drewna znajdziesz na przekroju poprzecznym
pnia?
5. Jakie elementy makroskopowej budowy drewna znajdziesz na przekroju podłużnym
stycznym i podłużnym promieniowym pnia?
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
40
6. Jakie elementy budowy mikroskopowej występują u gatunków iglastych a jakie u liściastych?
7. Jaka jest rola poszczególnych elementów budowy drewna?
8. Jak zbudowany jest słój drewna?
9. Jak dzieli się drewno ze względu na występowanie i kolor lub brak twardzieli?
10. Jak dzieli się drewno liściaste ze względu na układ i wielkość naczyń w słoju rocznym?
11. Jakie są fizyczne i mechaniczne właściwości drewna?
12. Jaki jest wpływ wody zawartej w drewnie na jego właściwości?
13. Czym się różnią zjawiska: pęcznienia, kurczenia i paczenia się drewna?
14. Co to jest histereza wilgotności drewna?
15. Jaką barwę (i pozostałe cechy fizyczne) ma drewno wybranych gatunków drzew?
16. Jaką twardość (i pozostałe cechy mechaniczne) ma drewno wybranych gatunków drzew?
17. W jaki sposób zmierzyć wybrane fizyczne i mechaniczne właściwości drewna?
18. Co to jest próbka pierwotna przy badaniu właściwości drewna?
19. Jakie cechy zewnętrzne oraz fizyczne i mechaniczne ma drewno wybranych gatunków
drzew?
4.2.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Wskaż na modelu poszczególne elementy budowy drewna drzew iglastych i określ ich
funkcje.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) wybrać i dokładnie przeczytać rozdział dotyczący budowy drewna,
2) zlokalizować oznakowane elementy modelu, które masz nazwać,
3) nazwać elementy modelu,
4) na kartce zapisać funkcje poszczególnych elementów,
5) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
6) podjąć dyskusje dotyczącą porównania wyników.
Wyposażenie stanowiska pracy:
−
model budowy drewna iglastego,
−
kartka papieru.
Ćwiczenie 2
Rozpoznaj rodzaj drewna na podstawie opisu. Nauczyciel dostarczył Ci 10 kart z grafikami
przedstawiającymi elementy budowy drewna oraz 10 kart z opisem przy czym, tylko 12 kart: 6
z elementem budowy drewna i 6 z opisem pasuje do siebie. Odnajdź je i dobierz ze sobą
parami.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) wybrać i dokładnie przeczytać rozdział dotyczący budowy drewna,
2) pogrupować karty według typów (element budowy, opis),
3) dobrać element budowy i opis do siebie,
4) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
5) podjąć dyskusje dotyczącą porównania wyników.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
41
Wyposażenie stanowiska pracy:
−
poradnik dla ucznia,
−
zestaw kart,
−
podręcznik.
Ćwiczenie 3
Przydziel te próbki do jednej z grup: drewno liściaste pierścieniowo-naczyniowe, liściaste
rozpierzchłonaczyniowe, drewno iglaste. Nauczyciel dostarczył Ci po 4 próbki drewna
iglastego i liściastego, po 4 preparaty mikroskopowe z drewnem iglastym i liściastym.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) wybrać i dokładnie przeczytać rozdział dotyczący budowy drewna,
2) rozpoznać i odpowiednio opisać próbki,
3) dobrać element budowy i opis do siebie,
4) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
5) podjąć dyskusje dotyczącą porównania wyników.
Wyposażenie stanowiska pracy:
−
poradnik dla ucznia,
−
mikroskop.
Ćwiczenie 4
Rozpoznaj rodzaj drewna. Nauczyciel dostarczył Ci ponumerowanych 5 próbek drewna
iglastego i 10 próbek drewna liściastego z widocznymi wszystkimi przekrojami drewna.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) wybrać i dokładnie przeczytać rozdział dotyczący budowy drewna i dział dotyczący
charakterystyki budowy drewna poszczególnych gatunków (rodzajów),
2) pogrupować próbki według grup (pierścieniowo-naczyniowe, rozpierzchłonaczyniowe,
iglaste),
3) rozpoznać rodzaj drewna,
4) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
5) podjąć dyskusje dotyczącą porównania wyników.
Wyposażenie stanowiska pracy:
−
poradnik dla ucznia,
−
formularz z numerami do wstawienia nazwy rodzajowej.
Ćwiczenie 5
Oblicz wilgotność drewna (Wo). Metoda suszarkowo-wagowa badania wilgotności –
polega na pobraniu próbki o wymiarach 2x2x2 cm ze środka badanej deski czy elementu
w odległości 15–25cm od czoła. Następnie dokonuje się ich ważenia z dokładnością do 0,01g.
Zważone próbki umieszcza się w suszarce elektrycznej – laboratoryjnej, wyposażonej
w termoregulację, która utrzymuje temperaturę na żądanym poziomie z dokładnością do +-
5
°
C. Proces suszenia próbek odbywa się w granicach 100
°
C i do chwili kiedy próbki osiągną
stały ciężar, tj. jaki był między przedostatnim a ostatnim ważeniem i nie przekracza 0,3%.
Znając ciężar próbki wilgotnej (Gw) i po wysuszeniu (Go)
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
42
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) wybrać i dokładnie przeczytać rozdział dotyczący właściwości fizycznych i mechanicznych
drewna,
2) zwrócić szczególnie uwagę na fragment dotyczący badania wilgotności drewna,
3) na podstawie odpowiedniego wzoru obliczyć wilgotność próbki,
4) zaprezentować wykonane ćwiczenie.
Wyposażenie stanowiska pracy:
−
poradnik dla ucznia,
−
kartka papieru.
Ćwiczenie 6
Na podstawie dostarczonej instrukcji obsługi uniwersalnej maszyny do badania
właściwości mechanicznych podaj po kolei czynności zmierzające do ustalenia wytrzymałości
drewna na uderzenia.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) wybrać i dokładnie przeczytać rozdział dotyczący właściwości mechanicznych drewna,
2) przeczytać instrukcje obsługi urządzenia,
3) wypisać z instrukcji obsługi fragmenty dotyczące badania udarności,
4) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
5) podjąć dyskusje dotyczącą porównania wyników.
Wyposażenie stanowiska pracy:
−
poradnik dla ucznia,
−
instrukcja obsługi uniwersalnej maszyny do badania właściwości mechanicznych.
Ćwiczenie 7
Na podstawie opisu i wyników jego doświadczenia opisz badane właściwości drewna.
Nauczyciel wyświetlił Ci prezentację, w której zobaczyłeś jego przygotowania do tego
ćwiczenia. Nauczyciel po kolei wykonywał następujące czynności:
1. przygotował z idealnie suchego drewna prostopadłościenne próbki o wymiarach
5x10x20cm wycięte najdłuższym bokiem zgodnie z przebiegiem włókien, krawędź
10-centymetrowa przechodzi w środku swego wymiaru przez rdzeń,
2. zanurzył te próbki do wody na 24 godziny,
3. wyciągnął te próbki i zmierzył ich wymiary,
4. włożył próbki do suszarki,
5. wyciągnął próbki z suszarki i ponownie zmierzył ich wymiary.
6. wszystkie próbki opisał w następujący sposób:
a. gatunek:
.............
b. wymiar początkowy:
c. poprzeczny
.............
−
podłużny styczny
.............
−
podłużny promieniowy
..............
d. wymiar po wyjęciu z wody:
−
poprzeczny
.............
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
43
−
podłużny styczny
.............
−
podłużny promieniowy
..............
e. wymiar po wysuszeniu:
−
poprzeczny
.............
−
podłużny styczny
.............
−
podłużny promieniowy
..............
f.
uwagi o zachowaniu prostopadłości w kierunkach:
−
poprzecznym
.............
−
podłużnym stycznym
.............
−
promieniowym
..............
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) wybrać i dokładnie przeczytać rozdział dotyczący badania fizycznych właściwości drewna,
2) opisać badaną przez nauczyciela cechę,
3) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
4) podjąć dyskusje dotyczącą porównania wyników.
Wyposażenie stanowiska pracy:
−
poradnik dla ucznia,
−
formularz wyników nauczyciela.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
44
4.2.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak
Nie
1) wymienić elementy makroskopowej budowy drzewa i drewna?
2) wymienić elementy mikroskopowej budowy drewna?
3) określić rolę poszczególnych elementów budowy drzewa i drewna?
4) rozpoznać wybrane gatunki drewna iglastego i liściastego?
5) wyjaśnić przyczyny procesu twardzielowania?
6) opisać wpływ wody na poszczególne właściwości drewna?
7) opisać przyczynę procesu paczenia się drewna?
8) wymienić fizyczne i mechaniczne właściwości drewna?
9) opisać sposób pomiaru wybranych właściwości drewna?
10) rozpoznać wybrane gatunki drewna?
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
45
4.3. Klasyfikowanie surowca drzewnego
4.3.1. Materiał nauczania
Wady drewna
Nowa norma polska PN-79/D-01011 w następujący sposób definiuje wady: „Uszkodzenia
lub anomalie budowy drewna oraz takie cechy naturalne, które obniżają wartość użytkową
drewna. Pojęciem wady drewna określić można – ogólnie ujmując zagadnienie – wszelkie
odchylenia od naturalnej budowy, wyglądu i barwy; pogarszające własności techniczne drewna
i jego wartość użytkową”.
Wady mogą powstać w czasie rozwoju drzewa, składowania drewna albo w czasie jego
obróbki. Zależnie od czasu powstawania można je podzielić na wady pierwotne, powstałe
za życia drzewa, i wtórne, powstające w drewnie po ścince drzewa (najczęściej podczas
składowania w lesie lub na składnicy), wreszcie wady powstałe w toku obróbki drewna.
Ze względu na to, że wady drzewa rosnącego prowadzą nieuchronnie do występowania tychże
wad w drewnie po ścince drzewa, a wady powstałe przy ścince są w istocie identyczne
z wadami pierwszej grupy, podział wad na wymienione grupy ma charakter konwencjonalny.
W tej sytuacji w dalszym tekście wady te będą rozpatrywane łącznie, tym bardziej,
że praktyczne znaczenie ma tylko ich występowanie w drewnie już po ścince drzewa. Duża
różnorodność wad drewna, przyczyn ich powstawania i wpływu na jakość sortymentów
spowodowała konieczność ich systematyzacji i opracowania odpowiedniej klasyfikacji.
W normie dotyczącej wad drewna podział ich został oparty jednocześnie na dwóch kryteriach:
na rodzaju uszkodzenia drewna i na przyczynie powstawania wad). Zgodnie z normą wszystkie
wady zostały usystematyzowane w grupach, rodzajach i odmianach. Aktualnie obowiązująca
norma wyróżnia następujące grupy wad:
1) sęki,
2) pęknięcia,
3) zabarwienia,
4) zgniliznę (mursz),
5) wady kształtu,
6) wady budowy drewna,
7) chodniki owadzie,
8) zranienia.
Wady kształtu są to zniekształcenia drewna okrągłego oraz takie przyrodzone cechy
kształtu, które wpływają ujemnie na użyteczność tego drewna i produktów jego obróbki.
Do tej kategorii wad norma polska zalicza: krzywiznę, zbieżystość, zgrubienie odziomkowe,
spłaszczenie i obrzęk.
Jedną z najpospolitszych wad drewna jest krzywizna strzały. Krzywizna jest to trwałe
skrzywienie materiału, przebiegające w jednej, dwu lub kilku płaszczyznach. W związku z tym
wyróżnia się krzywiznę jednostronną, dwustronną i wielostronną.
Krzywizna jednostronna leży w jednej płaszczyźnie, ma jedną strzałkę wygięcia
i występuje w sortymentach okrągłych wszystkich gatunków drzew.
Krzywizna dwustronna leży w jednej płaszczyźnie, lecz charakteryzuje się dwoma lub
kilkoma naprzeciwległymi wygięciami.
Krzywizna wielostronna leży w kilku płaszczyznach i występuje również w drewnie
wszystkich gatunków drzew.
Wielkość krzywizny określa się strzałką krzywizny, która stanowi wydatnie odległość
od punktu największego wygięcia do linii prostej przeprowadzonej po wewnętrznej stronie
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
46
pnia. Praktycznie za proste uważa się drewno o strzałce krzywizny nie przekraczającej 1cm na
długości 1 m. Krzywizna występuje u wszystkich gatunków drzew i może być powodowana
szeregiem czynników zewnętrznych (jednokierunkowe wiatry, okiść, żer owadzi i inne) oraz
czynnikami genetycznymi. Krzywizna utrudnia wyróbkę sortymentów i zmniejsza wydajność
materiałową, głównie surowca tartacznego i sklejkowego, tym więcej, im większa jest strzałka
krzywizny. W zależności od rodzaju krzywizny oraz jej przebiegu i wielkości strzałki pogarsza
się jakość materiału zarówno surowca drzewnego jak i tarcicy, aż do sklasyfikowania go jako
materiału opałowego włącznie.
Krzywizna kolankowa obniża wydatnie jakość drewna, szczególnie kopalniakowego,
czasem jednak może stanowić jego zaletę. Kołodzieje np. poszukują krzywych grabów i brzóz
do wyrobu kłonic; kłody dębowe, modrzewiowe i sosnowe z krzywizną jednostronną
są poszukiwane do budowy elementów konstrukcyjnych taboru wodnego.
W wypadku niektórych sortymentów np. tarcicy, do krzywizn zaliczana jest również tzw.
wichrowatość. Jest to wielokrotne, równokierunkowe odchylenie podłużnych powierzchni
tarcicy od poziomu.
Zbieżystość polega na stopniowym, zmniejszaniu się wymiarów przekroju porzecznego
w kierunku od odziomka ku wierzchołkowi. Określa się ją różnicą między wymiarami średnic
w grubszym oraz cieńszym końcu i wyraża się w centymetrach na metr lub odnosi się
do długości sztuki. W sortymentach zawierających zgrubienie odziomkowe mierzy się średnicę
grubszego końca w odległości 1m od czoła.
Drzewa wolno rosnące lub występujące na skraju lasu są z reguły nisko ugałęzione
i zbieżyste, w przeciwieństwie do drzew rosnących wewnątrz drzewostanu, o pełnych strzałach
i wysoko osadzonych koronach. Zbieżystość zależy poza tym od gatunku drzewa, wieku,
długości strzały siedliska i przede wszystkim od zwarcia drzewostanu. Stopień zbieżystości
wpływa w znacznej mierze na wydajność użytkową surowca drzewnego. w tarcicy np. stanowi
przyczynę powstawania pozornego skrętu włókien, zmniejszającego w wydatnym stopniu jej
wytrzymałość.
Zgrubienie odziomkowe objawia się znacznym wzrostem średnicy w odziomkowej części
strzały drzewa w porównaniu z pozostałą jej częścią. Do tej wady zalicza się również napływy
korzeniowe, tj. podłużne wypukłości w odziomkowej części drewna okrągłego, ciągnące się
od korzeni i zanikające ku górze drzewa. Wada ta występuje u wszystkich naszych drzew,
przybierając szczególne rozmiary u starych świerków. Należy ją jednak odróżnić, od falistości
obwodu, występującej przede wszystkim u graba. Każdy napływ korzeniowy bierze swój
początek od korzenia i jest wyraźnie wykształcony.
Spłaszczenie jest to nieprawidłowy, zbliżony do eliptycznego zarys przekroju
poprzecznego drzewa. Towarzyszy mu zwykle mimośrodowość rdzenia oraz jednostronne
zwiększenie szerokości słojów rocznych, a czasem wielordzenność; niekiedy występuje
również twardzica. Spłaszczenie określa się różnicą między największą i najmniejszą średnicą,
wyrażając ją w centymetrach lub w ułamku większej średnicy.
Wada ta spotykana jest na ogół u wszystkich gatunków drzew i może występować
w jednej płaszczyźnie, albo też może biec spiralnie, w drewnie wykazującym skręt włókien.
Według definicji aktualnej normy obrzęk jest to zniekształcenie pnia w postaci narośli,
zbudowanej z drewna zdrowego, choć często odmiennej budowy niż drewno pnia. Obrzęki
występują u wszystkich naszych drzew, rzadziej jednak u gatunków iglastych niż
u liściastych. Wśród drzew iglastych najczęściej występują u sosny, a wśród liściastych –
u orzecha, jesionu, topoli, lipy, brzozy i jaworu. Przyczyną powstawania obrzęków jest
działanie bodźców zewnętrznych lub rozwój pączków śpiących. w następstwie uszkodzenia
następuje lokalny silniejszy rozwój tkanki przyrannej i powstanie szerszego i jaśniejszego słoja.
Drewno obrzęków jest zazwyczaj zdrowe, tylko odznacza się zawiłym układem włókien.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
47
W drewnie konstrukcyjnym i sklejkowym obrzęk z uwagi na nieprawidłowy układ
włókien, jest uważany za dużą wadę, ponieważ zmniejsza wytrzymałość mechaniczną
materiału. Surowiec drzewny z tą wadą może być jednak poszukiwany w wypadkach, kiedy
pragnie się otrzymać drewno o odpowiednich estetycznych walorach. Szczególnie obrzęki na
brzozie (zwane czeczotką) czy u jaworu (ptasie oczko) cenione są przez przemysł okleinowy.
Czeczotowatość brzozy karelskiej jest dziedziczna i dlatego np. w Finlandii uprawia się ją na
plantacjach.
Rozwidlenie jest to wynik zrośnięcia się dwóch sąsiednich drzew albo silnego wzrostu
bocznych pędów, związanego z uszkodzeniem pączka szczytowego. Najczęściej występuje
w drzewostanach liściastych przy luźnym zwarciu. U drzew z przeciwległymi pączkami
rozwidlenie powstaje przez uszkodzenie pączka szczytowego (np. u jesionu – przez mróz,
objedzenie przez zwierzynę, złamanie przez wiatr, grad i żer owadzi). Jeżeli rozwidlenia
powstają na nieznacznej wysokości od ziemi, wówczas mówi się o dwójkach lub trójkach
i występowaniu licznych rdzeni. Niektóre drzewa stojące blisko siebie zrastają się z sobą.
Występowanie dwójek jest niekorzystne z dwóch względów:
1) słabszy wierzchołek najczęściej zamiera, murszeje i zakaża zdrową część drewna;
2) zdrowe, o licznych rdzeniach strzały mają mniejszą wartość użytkową, ponieważ dają
materiał rozpadający się podczas przecierania i w czasie dalszej obróbki.
Wady budowy. Mianem tych wad określa się przyrodzone cechy drewna, wpływające
ujemnie na jego użyteczność; a także odchylenia od typowej budowy drewna. Norma do wad
budowy drewna zalicza: skręt włókien, falistość słojów rocznych i włókien, nierównomierną
szerokość słojów rocznych, rdzeń, rdzeń mimośrodkowy i wielordzenność, twardzicę,
wewnętrzny biel, plamki rdzeniowe, nagromadzenie żywicy, pęcherz żywiczny, przeżywiczenie
i zakorek (otwarty i zamknięty).
Skrętem włókien określa się spiralny przebieg włókien. Na powierzchni bocznej
znamionują go ukośne bruzdy korowiny i ukośne napływy korzeniowe, w drewnie zaś
korowanym – ukośne pęknięcia. W razie ich braku wykryć je można ruchem cienkiego,
twardego przedmiotu, prowadzonego wzdłuż włókien. Rozłupanie drewna w płaszczyźnie
promieniowej pozwala również na stwierdzenie skrętu włókien. Skręt włókien jest największy
w przyobwodowej strefie drewna okrągłego, natomiast ku rdzeniowi maleje. W odległości
kilku do kilkunastu centymetrów od obwodu włókna przybierają kierunek prostolinijny,
a następnie niekiedy zmieniają kierunek skrętu. W tarcicy skręt włókien występuje
na powierzchni stycznej. Nachylenie włókien na płaszczyźnie odrdzeniowej jest większe
niż na płaszczyźnie dordzeniowej. Skręt włókien na stycznie przetartych powierzchniach
tarcicy rozpoznaje się w drewnie gatunków pierścieniowo-naczyniowych po skośnym
przebiegu przeciętych naczyń. w tym wypadku również przeciągnięcie końcem szpilki
lub paznokciem wzdłuż włókien drzewnych, umożliwia określenie ich przebiegu.
Falistość słojów rocznych określa falisty zarys słojów rocznych widoczny na przekroju
poprzecznym. falisty przebieg włókien występuje często łącznie z bogatym rysunkiem drewna,
zwanym barankowatością lub kędzierzawością. Ten ostatni jest trudno uchwytny. Niekiedy
znamionuje go nietypowy rysunek kory i charakterystyczne wypukłości na bocznej
powierzchni korowanego drewna. Natomiast widoczny jest najdobitniej na promieniowych
powierzchniach drewna w postaci falistego lub barankowatego rysunku. Wadę tę spotyka się
głównie u gatunków liściastych. Zasięg tej „anomalii” jest zwykle ograniczony; zdarza się ona
najczęściej w odziomkowej części pnia lub obrzękach. Większą część pnia obejmuje jedynie
u brzozy karelskiej.
Splot włókien jest to widoczny na podłużnych przekrojach (np. tarcicy) powikłany układ
włókien, występujący niekiedy w połączeniu z plamkami lub żyłkami ciemniejszej barwy.
Występuje on głównie w drewnie obrzęków u niektórych gatunków liściastych, zwłaszcza
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
48
u brzozy, jaworu i orzecha oraz w drewnie szyi korzeniowej. Splot włókien powoduje
pogorszenie niektórych mechanicznych własności drewna i utrudnia znacznie jego obróbkę.
Stanowi jednak pożądaną cechę drewna okleinowego.
Zawój jest to miejscowe wygięcie słojów rocznych wokół sęka, zabitki, zakorka
lub pęcherza żywicznego. Zależnie od położenia tej wady w tarcicy wyróżnia się dwa rodzaje
zawojów:
1) jednostronny – występujący na jednej lub dwu przyległych powierzchniach podłużnych,
2) przechodzący – występujący na przeciwległych powierzchniach podłużnych.
Nierównomierna szerokość słojów rocznych jest to często występująca wada drewna
różnych gatunków drzew. Polega ona na wydatnej różnicy między szerokością poszczególnych
słojów rocznych lub ich grup. Nierównomierna szerokość słojów rocznych powoduje
tworzenie się pęknięć okrężnych w następstwie, odmiennej kurczliwości drewna
wąskosłoistego i szerokosłoistego.
Rdzeń w pojęciu technicznym stanowi centralną część strzały, obejmującą właściwy rdzeń
i kilka przyległych słojów rocznych. Zarówno rdzeń jak i drewno przyrdzeniowe mają luźną,
gąbczastą budowę i jasnobrunatną lub brunatną barwę. Rdzeń występujący w tarcicy na
podłużnej powierzchni nazywa się otwartym, a rdzeń ukryty w głębszych warstwach drewna –
zamkniętym.
Rdzeń mimośrodkowy jest to wada, która polega na odchyleniu rdzenia w stosunku do
środka przekroju poprzecznego. W związku z takim układem rdzenia szerokość słojów
rocznych ulega zmianie wzdłuż dwu prostopadłych średnic. Rdzeń mimośrodkowy występuje
często łącznie ze spłaszczeniem strzały i twardzicą. w związku z przesunięciem rdzenia
w stosunku do środka przekroju poprzecznego na czole tarcicy występuje jednostronne
zwiększenie szerokości słojów, któremu często towarzyszy twardzica.
Nadmierne odchylenie rdzenia od osi pnia zmniejsza wydatnie wartość użytkową
sortymentów, zwiększa zaś skłonność do pękania i paczenia się z powodu nieregularnej
budowy drewna.
Wielordzenność jest to wada drewna polegająca na występowaniu w nim dwóch
lub więcej rdzeni, otoczonych drewnem o odrębnym usłojeniu, które dopiero w pewnej
odległości od rdzeni przechodzi we wspólny system usłojenia. Wielordzenność występuje
często łącznie ze spłaszczeniem strzały i w towarzystwie zakorka. Omawiana wada zmniejsza
wydajność surowca drzewnego, najczęściej z powodu wad towarzyszących (zakorek,
spłaszczenie); w wypadku tarcicy zwiększa skłonność do pękania i paczenia się.
Pomiaru wielordzenności w zasadzie norma nie przewiduje; w szczególnych jednak
wypadkach mierzy się odległość między rdzeniami, wyrażając ją w odniesieniu do średnicy
czoła.
Twardzica jest to strefa drewna barwy czerwonobrunatnej, występująca na znacznej części
lub na całej szerokości słoja rocznego, zbudowana z tkanki normalnego drewna. Twardzica
występuje na przekroju poprzecznym bądź w poszczególnych słojach, bądź też
na wycinku przekroju, na przekroju podłużnym przyjmuje postać ciemnych pasm.
Znajduje się ją w drewnie gatunków iglastych, często łącznie z krzywizną, mimośrodkowością
rdzenia i spłaszczeniem. Twardzica zmniejsza wartość użytkową niektórych sortymentów
i stąd w kilku wypadkach jest wadą niedopuszczalną. w materiałach tartych zmienia wydatnie
fizykomechaniczne własności drewna i utrudnia obróbkę z powodu zwiększonej . twardości
drewna. Znaczny wzrost kurczliwości wzdłuż włókien powoduje pękanie i paczenie się
materiału.
W sortymentach okrągłych na czole określa się szacunkowo udział twardzicy
w odniesieniu do jego powierzchni (np.¼, ⅓itp.), natomiast w wypadku tarcicy oznacza się
rozmiar twardzicy w stosunku do jej odpowiednich wymiarów.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
49
Wewnętrzny biel stanowi w strefie ciemnej twardzieli pojedyncze słoje roczne
lub ich grupy o barwie i cechach bielu. Na przekroju poprzecznym wewnętrzny biel występuje
jako jasny pierścień lub łuk; na przekrojach podłużnych występuje jako jasne pasmo w obrębie
twardzieli. Jest on wadą drewna gatunków twardzielowych, najczęściej dębu. Wewnętrzny biel
zakłóca jednorodność budowy i fizykomechanicznych własności drewna twardzieli oraz
stanowi strefę o małej odporności na rozkład grzybowy.
Na czole sortymentów okrągłych określa się odległość wewnętrznego bielu od rdzenia
lub obwodu, wyrażając ją w centymetrach lub w odniesieniu do średnicy czoła. Można również
wyrazić wymiar wewnętrznego bielu przez określenie szerokości tej wady i wyrażenie jej
w centymetrach lub w odniesieniu do średnicy czoła.
Powstawanie wewnętrznego bielu związane jest z działaniem niskich temperatur. Komórki
miękiszowe wewnętrznej warstwy bielu (w pobliżu twardzieli) zostają silnie uszkodzone lub
zabite przez niskie temperatury. Przy życiu natomiast utrzymuje się miękisz w słojach
położonych bliżej obwodu drzewa, w którym stężenie soku komórkowego jest większe.
W tych warunkach do zamarznięcia treści wewnętrznej komórki miękiszu położonego bliżej
obwodu potrzebna jest niższa temperatura niż w słojach przytwardzielowych. Zabicie komórek
miękiszowych, szczególnie promieni rdzeniowych w słojach przytwardzielowych, uniemożliwia
przedostawanie się substancji pokarmowych ku obwodowi. W tych warunkach słój powstały
po zabiciu wewnętrznego miękiszu jest zwykle węższy. W martwych komórkach nie mogą
również przebiegać procesy, twardzielowania. Słoje więc, w których nastąpiło zniszczenie
komórek miękiszowych, pozostają nie zabarwione i nie zawierają wcistek. Przyrosty,
w których miękisz jest żywy, w następnych latach ulegają normalnemu twardzielowaniu.
Brak substancji twardzielowych w wewnętrznym bielu, duże nagromadzenie skrobi i brak
wcistek wpływają wydatnie na zmniejszenie się jego odporności na działalność rozkładową
grzybów. W związku z tym wewnętrzny biel ulega często zgniliźnie jeszcze w żyjących
drzewach, przechodząc w tzw. opuklinę.
Plamki rdzeniowe, o barwie tkanki rdzeniowej, rozmieszczone są blisko granicy słojów
rocznych. Powstają wskutek uszkodzenia miazgi przez larwy muchówki (Dizygomyza
carbonaria) i wypełnienia przez drzewo ubytków tkanką miękiszową. Plamki rdzeniowe
występują w drewnie niektórych gatunków liściastych, głównie brzozy, wierzby, olchy i topoli.
Liczne występowanie plamek rdzeniowych pogarsza mechaniczne własności i estetyczne
walory drewna. Obowiązujące normy nie przewidują wykonywania ich pomiaru; uwzględnia
się jedynie ich obecność.
Nagromadzenie żywicy są to nacieki w drewnie lub jego nadmierne przesycenie żywicą
w następstwie przerwania się lub przecięcia przewodów żywicznych w drewnie drzew
na pniu. Obowiązująca norma omawia, dwie odmiany tych wad:
−
pęcherze żywiczne,
−
przeżywiczenie.
Pęcherze żywiczne jest to wypełniony żywicą przestwór w obrębie słoja rocznego, który
na przekroju poprzecznym ma kształt soczewki, na przekroju podłużnym – kształt elipsy.
Soczewki mają długość 2 do 3 cm, natomiast pęcherz żywiczny w kształcie elipsy – długość do
10 cm. Na przekroju promieniowym pęcherz żywiczny ma kształt szczeliny o szerokości kilku
milimetrów.
Przeżywiczenie jest to przesycenie drewna żywicą w sąsiedztwie ran pochodzenia
mechanicznego (zabitki, spały) lub grzybowego (raka, obwaru). Drewno przeżywiczone
ma ciemniejsze, szkliste zabarwienie w stosunku do pozostałej partii materiału. Występuje
w drewnie gatunków iglastych z wyjątkiem jodły. Przeżywiczenie zwiększa ciężar właściwy
i trwałość drewna, a zmniejsza przepuszczalność dla cieczy. Na mechaniczne własności
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
50
drewna, z wyjątkiem udarności, nie wywiera istotnego wpływu. Utrudnia ono obróbkę,
zwłaszcza powierzchniową, oraz klejenie drewna.
Normy w zasadzie nie przewidują pomiaru przeżywiczenia; w specjalnych wypadkach
określa się na czole i na powierzchni bocznej wymiary wady, wyrażając ją w milimetrach
i centymetrach lub w odniesieniu do odpowiednich wymiarów sztuki. w materiałach tartych
i fornirze oznacza się długość i szerokość przeżywiczenia w odniesieniu do wymiarów sztuki
lub płaszczyzny arkusza.
Zakorek stanowi pasmo kory wrośnięte częściowo lub całkowicie w drewno. Powstaje on
w następstwie zrastania się rozwidleń, napływów korzeniowych itp. Norma polska wyróżnia
dwie odmiany zakorków: otwarty i zrośnięty.
Zakorek otwarty jest częściowo wrośnięty w drewno i widoczny na czole w postaci
wypełnionej korą szczeliny, której zewnętrzny wylot łączy się z podłużnym wgłębieniem na
powierzchni bocznej, drewna okrągłego lub na obłym boku tarcicy nie obrzynanej. Występuje
on w drewnie wszystkich gatunków drzew.
Zakorek zarośnięty jest całkowicie wrośnięty w drewno i widoczny tylko na czole jako
szczelina wypełniona korą. Występuje w drewnie wszystkich gatunków drzew, często łącznie z
wielordzennością (między sąsiednimi rdzeniami). Wpływ zakorka zarośniętego na wartość
użyteczną drewna jest podobny jak w wypadku zakorka otwartego; w podobny też sposób
wykonuje się jego pomiar.
Zranienia są to mechaniczne uszkodzenia drewna, drzew rosnących, powodujące niekiedy
zmiany patologiczne. Obowiązująca norma wyróżnia w tej grupie następujące wady: zabitka,
zabitka otwarta i zarośnięta, spała żywiczarska, rak i uszkodzenia przez pociski i odłamki
metalu.
Zabitka lub martwica jest to przyobwodowa warstwa obumarłego drewna w drzewach na
pniu, obnażonego po odpadnięciu kory. Powstaje ona w następstwie zabicia miazgi przez silne
nasłonecznienie (oparzelina), pożar lub zdarcie kory np. przez zwierzynę (spałowanie). Nowo
utworzone drewno i kora otaczają wypukłym wałkiem i stopniowo zakrywają zabitkę, jeżeli jej
wymiary nie są zbyt duże. Drewno to nie zrasta się z drewnem zabitki, wskutek czego tworzy
się wąska szczelina, wypełniona niekiedy resztkami kory. Odsłonięte drewno zabitki zarażone
jest
na
zmiany
zabarwienia,
pęknięcia,
zgniliznę
i niszczenie
przez
owady;
u gatunków iglastych bywa niekiedy pokryte gruzełkami żywicy, a sąsiednie warstwy mogą
być przeżywiczone.
Spała żywiczarska powstaje w wyniku nacięć i widoczna jest na bocznej powierzchni
sortymentu okrągłego albo na obłych bokach tarcicy nie obrzynanej. Powoduje ona
przeżywiczenie, a niekiedy zasinienie drewna przylegającego do spały. Obowiązujące normy
nie przewidują pomiaru spały. w praktyce spałę określa się często jako zabitkę otwartą.
Rak jest to zniekształcenie pnia w postaci zgrubień, narośli lub ubytków drewna,
powodowane przez grzyby pasożytnicze, bakterie, mszyce lub inne czynniki. Twór rakowy
pokryty korą nosi nazwę raka zarośniętego (rak jodły i brzozy). Rana rakowa pozbawiona
kory, często połączona z ubytkami drewna i wydęciem pnia na przeciwległej stronie, nosi
nazwę raka otwartego (obwar, rak modrzewia). U gatunków iglastych, z wyjątkiem jodły,
pokrywa je warstwa zakrzepłej żywicy, a sąsiednie drewno jest przeżywiczone.
Rak występuje w drewnie wszystkich gatunków drzew; zmniejsza on wydajność surowca
drzewnego i obniża jakość drewna z powodu ubytków i przeżywiczenia.
Uszkodzenia przez pociski i odłamki metali są to wady zewnętrzne lub wewnętrzne
drewna powstałe wskutek działań wojennych lub ćwiczeń wojskowych oraz niewłaściwie
wykonanych czynności gospodarczych (przybijanie do drzew tablic, ogrodzeń itp.).
Następstwem takich uszkodzeń jest miejscowa zmiana barwy drewna z powodu obecności
w nim metali, niekiedy towarzyszy im zgnilizna. Uszkodzenia przez pociski i odłamki metali
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
51
zmniejszają wydajność materiałową na skutek miejscowych przebarwień, niedopuszczalnych
w niektórych sortymentach drzewnych. Utrudniają one także obróbkę drewna: nie ujawnione
przed obróbką drewna powodują niszczenie głównie pił traktowych i narzędzi skrawających.
Pęknięcia
Pęknięcia są to rozerwania tkanki drzewnej wzdłuż włókien powstające za życia drzew
oraz podczas pozyskiwania, dalszej obróbki i wysychania drewna. Aktualnie obowiązująca
norma dzieli pęknięcia na wewnętrzne (czołowe) i zewnętrzne. Wśród pęknięć wewnętrznych
wyróżnia ona: pęknięcia rdzeniowe, okrężne i łukowe. Pęknięcia zewnętrzne dzielą się na trzy
grupy, zależnie od pochodzenia, umiejscowienia i głębokości.
W zależności od pochodzenia uwzględnia się pęknięcia powstałe z przesychania, mrozów i
wskutek naprężeń wzrostowych. W materiałach tartych, zależnie od umiejscowienia, wyróżnia
się pęknięcia występujące na płaszczyźnie i na bokach. Pęknięcia zewnętrzne ze względu na
głębokość dzielą się na płytkie i głębokie.
Pęknięcia wewnętrzne są widoczne na czołach sortymentów okrągłych. Występują one
bądź w postaci szczelin przechodzących przez rdzeń i zwężających się ku powierzchni bocznej
drewna okrągłego lub ku jednej z podłużnych powierzchni tarcicy, bądź też w postaci szczelin
w kształcie pierścieni lub łuków. w tarcicy pęknięcie wewnętrzne może ukazać się na
płaszczyźnie lub boku, w fornirze natomiast – tylko na powierzchni arkusza.
Pęknięcie rdzeniowe przechodzi przez rdzeń w kierunku promieniowym w postaci
szczeliny zwężającej się ku obwodowi drewna okrągłego. w kierunku podłużnej osi drewna
pęknięcie biegnie zazwyczaj na znacznej długości, niekiedy do górnego czoła. Pęknięcia
rdzeniowe, zależnie od kształtu, dzielą się następująco:
−
pęknięcie proste – gdy obie jego części tworzą linię prostą,
−
pęknięcie załamane – gdy obie jego części tworzą kąt mniejszy od 180°
−
pęknięcie gwiaździste – złożone co najmniej z trzech pęknięć krzyżujących się w rdzeniu.
Pęknięcia rdzeniowe występują u wszystkich gatunków drzew, zwłaszcza pochodzących
z przeszłorębnych drzewostanów. w drewnie krętowłóknistym pęknięcia na obu czołach
nie leżą w jednej płaszczyźnie. U modrzewia pęknięcia rdzeniowe wypełnione są często
żywicą.
Pęknięcia okrężne tworzą zamknięty pierścień lub obejmują co najmniej ¼ jego obwodu.
Mogą one przebiegać wzdłuż granicy jednego słoja rocznego lub przechodzić na sąsiednie
słoje. Pęknięcia okrężne występują w drewnie wszystkich gatunków drzew, szczególnie
starych jodeł, wiązów i topól. Pogarszają one mechaniczne własności i wydajność materiałową
w stopniu zależnym od odległości między pęknięciem a rdzeniem.
Pęknięcia łukowe różnią się od okrężnych zasięgiem występowania na obwodzie;
obejmują one nie więcej niż ¾ obwodu pierścienia. Pomiar tych pęknięć przeprowadza się
zawsze na czole wykazującym pęknięcie o większym promieniu. Jeżeli długość pęknięcia jest
mniejsza od połowy obwodu koła, wówczas mierzy się cięciwę łuku; w wypadku większej
długości łuku mierzy się średnicę strefy zamykającej pęknięcie. Oba wymiary wyraża się
w milimetrach lub w odniesieniu do średnicy czoła drewna okrągłego albo szerokości tarcicy.
Pęknięcia zewnętrzne stanowią szczeliny, zwężające się ku rdzeniowi występujące na
powierzchni bocznej oraz na czołach sortymentów okrągłych. Zależnie od pochodzenia,
umiejscowienia i głębokości dzielą się one na: pęknięcia z przesychania i mrozów, powstające
wskutek naprężeń wzrostowych występujących na płaszczyźnie i bokach drewna tartego,
na płytkie i głębokie.
Pęknięcia z przesychania są spowodowane nierównomierną kurczliwością drewna.
Występują w drewnie wszystkich gatunków drzew, zmniejszają one wydajność materiałową
niektórych sortymentów i pogarszają mechaniczne własności drewna, a także sprzyjają
wnikaniu zarodników grzybów przebarwiających lub rozkładających drewno. Długość
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
52
pęknięcia można mierzyć na powierzchni bocznej. w pęknięciach przechodzących na czoło
można również mierzyć ich głębokość.
Pęknięcia mrozowe powstają na bocznej powierzchni drewna i są spowodowane nagłym
spadkiem temperatury. Zwężająca się szczelina często dochodzi do rdzenia i występuje na
znacznej długości pnia.
Pęknięcia
naprężeniowe
spowodowane
są
odmiennym
charakterem
naprężeń
występujących w przy obwodowych i wewnętrznych warstwach drewna drzew na pniu.
Występują one podczas ścinki lub po niej w postaci szczeliny przechodzącej przez rdzeń
lub po cięciwie obwodu czoła. Na bocznej powierzchni osiągają na ogół znaczną długość.
Pęknięcia naprężeniowe występują w drewnie wszystkich gatunków drzew, najczęściej jednak
u buka. Zmniejszają one wydajność materiałową w stopniu zależnym od rozmiarów pęknięcia:
często ograniczają także zakres użytkowania surowca drzewnego.
Sęki
Sęki są to wrośnięte w drewno pnia części gałęzi o węższych przyrostach rocznych
i barwie zazwyczaj ciemniejszej niż otaczające drewno. Sęki powstają w ciągu całego życia
drzewa i dlatego drewno bezsęczne praktycznie nie istnieje. Pojęcie więc „bezsęcznego drewna
kłód odziomkowych” ma w zasadzie tylko znaczenie umowne. Z budowy drzewa wynika, że
najgłębiej położone i najmniejsze sęki są umiejscowione w jego części odziomkowej.
Natomiast w miarę przechodzenia od odziomka ku wierzchołkowi sęki stają się coraz większe
i dochodzą coraz bardziej do obwodu. Po opadnięciu gałęzi u podstawy sęków wytwarza się
warstwa ochronna, która zabezpiecza ich drewno przed infekcją do czasu zarośnięcia przez
słoje roczne pnia. Z biegiem czasu, zależnie od gatunku drzewa, uschnięte gałęzie odpadają
albo w całości, albo kawałkami; jest to tzw. proces oczyszczania się drzewa. U buka np.
gałęzie odpadają w całości przy samej powierzchni pnia już w kilka lat po uschnięciu.
U świerka proces ten trwa znacznie dłużej; suche gałęzie na świerku szczególnie długo
pozostają u drzew rosnących w pobliżu granicy jego pionowego zasięgu.
Ze sposobem obłamywania się suchych gałęzi jest związany sposób zarastania ich tylców
i łączenia się z otaczającą tkanką drzewną pnia. w okresie życia gałęzi bocznych drewno
sęków jest zawsze zrośnięte w jedną całość z drewnem pnia. Takie sęki nazywa się
zarośniętymi.
Wraz z zamarciem gałęzi przerwana zostaje łączność tkanki sęka z drewnem pnia. Nowo
powstałe słoje roczne pnia otaczają stopniowo coraz większą część pozostałej suchej gałęzi,
nie mając z nią bezpośredniego połączenia. W ten sposób powstają sęki niezrośnięte.
Po opadnięciu gałęzi pozostałe tylce zostają z czasem zarośnięte przez słoje roczne,
a na powierzchni pnia formują się w tych miejscach wypukłości zwane guzami,
o charakterystycznych sfałdowaniach, świadczących o głębokości zalegania sęków.
Na podstawie rysunku na korze można jeszcze dokładniej scharakteryzować postać
i głębokość zalegania sęków. Kąt nachylenia osi sęków do osi pnia wynosi zwykle 45°.
Poziomo położone sęki można zaobserwować najczęściej u świerka. Pod mniejszym kątem niż
45° ustawione są duże sęki. U gatunków iglastych sęki zwykle są ułożone okółkowe; wyjątek,
stanowią tu cis i jałowiec oraz modrzew i niektóre jodły amerykańskie, wykształcające między
okółkami pojedyncze gałęzie. U gatunków liściastych tendencje do wytwarzania okółków
można zaobserwować u olchy.
Na ogół w dolnej części pnia sęki są zwykle rzadziej rozmieszczone niż w części
wierzchołkowej. Zjawisko to związane jest z bardzo silnym przyrostem na wysokość u drzew
w młodym wieku. Dzięki zabiegom hodowlanym (podkrzesywaniu) uzyskuje się surowiec
drzewny zawierający sęki zdrowe i zrośnięte z tkanką pnia. Podkrzesywanie wszystkich drzew
w drzewostanie nie jest jednak celowe. Podkrzesywać należy tylko drzewa dorodne, z których
można będzie pozyskać cenne sortymenty.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
53
Aktualnie obowiązująca norma dzieli sęki na zarośnięte i otwarte.
Podział sęków jest różny, zależny od widoczności na obwodzie pnia, wyglądu, wymiarów,
zrośnięcia z otaczającą tkanką i innych. Do sęków zarośniętych (niewidocznych na
powierzchni bocznej drewna) zalicza się guzy, brewki i róże.
Guz jest to wypukłość na bocznej powierzchni drewna zakrywająca zarośnięty sęk. Może
on występować w drewnie wszystkich gatunków, a zwłaszcza sosny. Nie wywiera on
bezpośredniego wpływu na wartość użytkową drewna, stanowi jednak podstawę oceny
wymiaru i głębokości zalegania zarośniętego sęka. Duże, wypukłe guzy znamionują duże,
płytko zalegające sęki. Wielkość guza ocenia się szacunkowo lub ustala się jego wysokość
na podstawie różnicy średnic sortymentu; oblicza się również liczbę guzów na długości sztuki.
Róża jest to blizna na bocznej powierzchni drewna, zakrywająca zarośnięty sęk.
Występuje ona u gatunków iglastych i liściastych, o grubej, płytkowej korowinie, zwłaszcza
u dębu i olchy.
Brewki stanowią symetryczne pasma ukośnych zmarszczeń kory, biegnące stycznie
do okrągłej, owalnej lub trójkątnej blizny zakrywającej sęk. Od kory pnia odcinają się
ciemniejszym zabarwieniem. Brewki występują u niektórych gatunków liściastych, najczęściej
u buka, topoli, osiki i brzozy. Na podstawie rozwarcia brewek i wymiarów blizny określa się
wymiary i głębokość zalegania sęka.
Sęk otwarty jest widoczny na powierzchni bocznej lub na czole drewna Zgodnie
z obowiązującą normą sęki otwarte dzielą się następująco:
−
w zależności od kształtu – okrągły, owalny, podłużny i skrzydlaty;
−
od stopnia zrośnięcia – zrośnięty, częściowo zrośnięty i niezrośnięty (wypadający);
−
od stanu zdrowotnego – zdrowy jasny, nadpsuty, zdrowy ciemny (rogowy), zepsuty
i tabaczny;
−
od stopnia zgrupowania – pojedynczy, skupienie sęków;
−
od umiejscowienia – na płaszczyźnie boku, na krawędzi;
−
od formy wstępowania – nie przechodzący i przechodzący.
Sęk okrągły jest to sęk, w którym stosunek wymiaru największej średnicy
do najmniejszej wyraża się liczbą nie większą od 2.
W sęku owalnym stosunek średnicy największej do najmniejszej wyraża się liczbą większą
niż 2, lecz nie przekraczającą 4.
Sęk podłużny to taki sęk, w którym stosunek średnicy największej do najmniejszej wyraża
się liczbą większą od 4. Szczególnie dużą wartość tego stosunku wykazuje tzw. pasierb,
charakteryzujący się znaczną długością i małym kątem między słojami sęka a słojami
otaczającego drewna. Na przekroju poprzecznym pnia pasierb jest sękiem okrągłym,
sprawiającym wrażenie, że należy do odnogi, a nie do gałęzi. Różni się on od tkanki pnia
intensywniejszym zabarwieniem i większą zwięzłością drewna.
Sęk skrzydlaty stanowi ślad okółka, mający postać dwu symetrycznych sęków podłużnych
lub sęka podłużnego z sękiem owalnym; niekiedy występuje między nimi trzeci sęk, okrągły
lub owalny.
Stopień zrośnięcia sęków
W zależności od stopnia zrośnięcia z otaczającym drewnem rozróżnia się następujące sęki:
–
sęk częściowo zrośnięty – o słojach rocznych zrośniętych ze słojami otaczającego drewna
na długości większej od ¼, lecz mniejszej od ¾ obwodu sęka;
–
sęk niezrośnięty (wypadający) – o słojach rocznych zrośniętych ze słojami otaczającego
drewna na długości nie przekraczającej ¼ obwodu sęka albo całkowicie nie zrośnięty;
ta odmiana sęka w otoczce kory nosi nazwę sęka obrączkowego (otoczkowego);
–
sęk zrośnięty – o słojach rocznych zrośniętych ze słojami otaczającego drewna co
najmniej na ¾ obwodu sęka.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
54
Omówione sęki występują w drewnie wszystkich gatunków drzew. Większa kurczliwość
drewna sęka powoduje tworzenie się szczelin wzdłuż nie zrośniętej części sęka i związane
z tym osłabienie materiału.
Stan zdrowotny sęków
Z uwagi na zdrowotność wyróżnia się następujące rodzaje sęków:
–
sęk zdrowy – o barwie otaczającego drewna lub nieco ciemniejszej z powodu większej
gęstości usłojenia;
–
sęk zdrowy cieńmy (rogowy) – o barwie czerwonobrunatnej lub szarej, niekiedy prawie
czarnej wskutek przesycenia drewna żywicą, gumami lub garbnikami (w drewnie jodły
i gatunków liściastych nosi on nazwę sęka czarnego);
–
sęk
nadpsuty
–
występujący ze zgnilizną twardą, która zajmuje część lub całość przekroju,
bądź też ze zgnilizną miękką, zajmującą nie- więcej niż ⅓ przekroju (u niektórych
gatunków drzew stwarza to niebezpieczeństwo zakażenia otaczającego drewna);
–
sęk zepsuty – ze zgnilizną miękką, zajmującą więcej niż ⅓ przekroju (występujący
w drewnie dębowym o płytkowej strukturze rozłożonego drewna i pstrym zabarwieniu-
nazywa się dereszem lub sarniakiem; spotykany również w dębinie, a także w drewnie
innych gatunków liściastych sęk zepsuty o gąbczastej strukturze i jasnej barwie
rozłożonego drewna nazywa się sękiem zabiałowym.
–
sęk tabaczny – w stadium grzybowego rozkładu mający budowę proszkowatą
lub włóknistą (występujący u gatunków iglastych nazywa się sękiem smołowym, ponieważ
rozłożone drewno sęka zlepione jest żywicą).
W zależności od zgrupowania można mówić o sękach pojedynczych lub skupieniu sęków.
Sęk pojedynczy dzieli od najbliższego sęka odległość równa co najmniej ½ średnicy sztuki
sortymentu okrągłego. Skupienie sęków jest to zgrupowanie dwóch lub więcej sęków, których
wzajemna odległość jest mniejsza od średnicy sortymentu. Wreszcie w materiałach tartych
i skrawanych można mówić o sękach na płaszczyźnie, boku i krawędzi oraz o sęku
przechodzącym i nieprzechodzącym.
Chodniki owadzie
Norma dzieli chodniki owadzie ze względu na głębokość zalegania na chodniki
powierzchowne, płytkie i głębokie, a ze względu na średnicę – na chodniki duże i małe.
Chodniki powierzchowne są to ślady żerowania owadów na pograniczu kory i drewna,
wnikające w drewno na głębokość nie większą niż 2 mm. Chodniki tego typu nie obniżają
jakości drewna, mogą jednak być wskaźnikiem obumarcia drzewa na pniu (posusz).
Chodniki płytkie stanowią ślady żerowania owadów w drewnie o głębokości 2 do 50 mm
od powierzchni bocznej. Chodniki głębokie przekraczają głębokość 50 mm od powierzchni
bocznej.
Chodniki płytkie i głębokie powodują spadek własności mechanicznych drewna w stopniu
zależnym od ich liczebności i średnicy. W zależności od średnicy chodników i otworów
wylotowych można mówić o chodnikach małych (o średnicy do 3 mm) i dużych (o średnicy
powyżej 3 mm).
Zabarwienia
Mianem zabarwień określa się zmiany naturalnej barwy drewna, którym nie towarzyszą
uchwytne objawy jego rozkładu. Powstają one w następstwie działania na drewno zarówno
czynników biologicznych, jak i niebiologicznych.
Zabarwienia pochodzenia biologicznego są to zmiany naturalnej barwy drewna
spowodowane działaniem grzybów nie wywołujących jego rozkładu lub też zmiany wywołane
przez biochemiczne procesy zachodzące w drewnie wskutek obumierania komórek
miękiszowych i przemiany treści komórkowej na substancje barwiące. Norma wyróżnia w tej
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
55
grupie następujące rodzaje przebarwieni siniznę, brunatnicę, pleśń, fałszywą twardziel
i zaparzenie.
Sinizna jest to szaroniebieskie zabarwienie o zmiennej intensywności, niekiedy prawie
czarne. Występuje głównie w bielastej strefie drewna w postaci kropek, plam lub smug albo
całkowicie pokrywa powierzchnię. Sinizna widoczna na powierzchni materiału nosi nazwę
odkrytej; w wewnętrznych warstwach drewna występuje niekiedy sinizna ukryta (podsłojowa),
widoczna dopiero po usunięciu zewnętrznych warstw drzewa.
Sinizna drewna okrągłego nosi nazwę surowcowej. Występuje ona na czołach w postaci
plam zwężających się klinowato ku rdzeniowi lub w postaci ciemnego pierścienia
w zewnętrznej strefie drewna. Na powierzchni bocznej występuje w miejscach pozbawionych
kory, na spałach żywiczarskich i innych zranieniach w postaci plam, od których w głąb drewna
i wzdłuż włókien ciągną się ciemne smugi. Sinizna powstała po przetarciu surowca nosi nazwę
tarcicowej (składowej) i jest widoczna na czołach w postaci klinowatych plam lub jednolicie
ciemnego pierścienia bielu. Intensywność barwy zaistniałego drewna wiąże się z pewną
obniżką udarności i z niebezpieczeństwem ukrycia zmian barwy spowodowanych, przez grzyby
rozkładające drewno.
Sinizna zmniejsza estetyczne walory drewna i wpływa niekorzystnie na jakość produktów
chemicznego przerobu, zwiększa również jego przepuszczalność dla cieczy. Występuje
głównie w drewnie gatunków iglastych, najczęściej w sortymentach sosnowych.
Sinizna występuje w drzewie na skutek odsłonięcia drewna bielu przez usunięcie kory, jak
również w wyniku zranienia i technicznych zabiegów przy żywicowaniu. Jej rozwojowi sprzyja
przede wszystkim odpowiednia wilgotność wewnątrz drewna. Optimum wilgotności wynosi,
zależnie od gatunku grzyba, 30–80% (minimum 20%, maksimum 180%). Dlatego sinizna nie
występuje zasadniczo na drzewach pozostających na pniu (ze względu na dużą ich wilgotność)
ani na drewnie przeschniętym. Powstawaniu sinizny sprzyja również ciepła pogoda (optimum
temperatury wynosi 20–25ºC). w temperaturze poniżej 7°C rozwój sinizny ulega
zahamowaniu, chociaż, jak wiadomo, dla niektórych gatunków grzybów wywołujących siniznę
drewna temperatura minimalna wzrostu wynosi -4°C, optymalna 18–20°C, a maksymalna
28°C.
Badania dotyczące sinizny ujawniają coraz większe znaczenie taj wady rozpatrywane
w grupie zgnilizn. Okazuje się bowiem, że grzyby wywołujące siniznę, mogą uszkadzać
również tkanki drzewne wpływając na mechaniczne właściwości drewna.
Brunatnicą są kawowobrunatne, niejednolite zabarwienia bielastej części drewna,
występujące często łącznie z sinizną. Spotyka się ją w drewnie gatunków iglastych, zwłaszcza
sosny i świerka. Jej wpływ na własności techniczne drewna jest podobny jak sinizny.
Kawowobmnatne przebarwienia drewna sosnowego były obserwowane w Polsce już
w okresie międzywojennym, jednak masowo zaczęły się one pojawiać dopiero po drugiej
wojnie światowej i obecnie zajmują pod względem częstości występowania drugie miejsce
po siniźnie. Przebarwienia te pojawiają się od wczesnego lata (czerwiec) do późnej jesieni na
składnicach w sosnowym drewnie tartacznym w postaci nieregularnych, podłużnych smug
w bielastej części dłużyc.
Pleśń stanowi naloty grzybni i zarodników w postaci oddzielnych plam lub całkowitego
pokrycia powierzchni drewna. Barwa pleśni jest różna, najczęściej zielona z szarawym
odcieniem; bywa również żółta, różowa itd. Występuje na ogół na powierzchni wilgotnego
drewna wszystkich gatunków drzew.
Fałszywa twardziel jest to zabarwienie czerwonobrunatne do szarofiołkowego i szarego,
występujące najczęściej w wewnętrznych warstwach drewna. Barwa fałszywej twardzieli
małych rozmiarów jest najczęściej jednolita, natomiast przy dużych jej rozmiarach występują
na przekroju poprzecznym koncentryczne strefy lub nieregularnego kształtu plamy
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
56
o zróżnicowanym zabarwieniu, oddzielone niekiedy ciemniejszymi liniami. Obie formy mogą
również występować jednocześnie. Zarys fałszywej twardzieli na przekroju poprzecznym może
być w przybliżeniu kolisty, owalny, gwiaździsty bądź całkowicie nieregularny; jej położenie
może być centryczne lub ekscentryczne. Na przekroju poprzecznym fałszywą twardziel otacza
niekiedy twardziel mrozowa (zamróz), widoczna tylko na świeżych przekrojach jako szary
pierścień. Fałszywa twardziel występuje w drewnie beztwardzielowych gatunków liściastych.
Zaparzenie jest to czerwonobrunatne zabarwienie drewna, postępujące od czół
klinowatymi smugami w głąb drewna oraz wydłużonymi smugami w kierunku włókien na
powierzchni bocznej drewna okrągłego. Zmiana zabarwienia jest wynikiem biochemicznych
zmian treści komórek miękiszowych pod wpływem powietrza wnikającego w drewno po
ścince. Wraz z powietrzem wnikają zarodniki grzybów, powodujące jednoczesny
z zaparzeniem lub opóźniony rozkład drewna, który charakteryzują w pierwszej fazie plamy na
czerwonobrunatnym tle, widoczne tylko na świeżych przekrojach. w dalszej, fazie rozkładu
drewna zaparzenie przybiera rysunek marmuru. Zaparzenie występuje w drewnie świeżo
ściętych drzew gatunków beztwardzielowych składowanych w cieplejszych miesiącach na
wolnym powietrzu. Pomiaru zaparzenia nie wykonuje się, lecz stwierdza się tylko jego
obecność.
Zabarwienia pochodzenia niebiologicznego
Zabarwienia tej grupy stanowią zmiany naturalnej barwy drewna, spowodowane
działaniem czynników atmosferycznych lub związków nieorganicznych. Do grupy tych wad
zalicza się: zaciągi garbnikowe, plamy wodne, zabarwienia drewna składowanego w wodzie,
plamy garbnikowe i zaszarzenie.
Zaciągi garbnikowe (słoneczne) stanowią brunatne zabarwienie drewna, widoczne na
czołach w postaci plam; od których ciągną się w głąb drewna klinowate smugi. Zabarwienie
jest następstwem utleniania się wyługowanych garbników zawartych w drewnie. Powstawaniu
zaciągów sprzyja silne nasłonecznienie czół drewna, ciepła i wilgotna pogoda oraz intensywne
wyparowywanie wody wolnej, w której rozpuszczone są związki garbnikowe.
Plamy wodne są to ciemne przebarwienia drewna, widoczne na czołach w postaci
jednolicie zabarwionej, najczęściej środkowej partii przekroju poprzecznego. Na przekrojach
podłużnych widoczne są one w postaci pasm. Ciemne zabarwienie znika w miarę wysychania
drewna, pozostawiając niekiedy liczne, drobne pęknięcia. Przyczyną powstawania plam są
zarówno zaburzenia w procesach przewodzenia wody, jak i spływ wód opadowych przez
pęknięcia między rozwidleniami, otwory po odłamanych gałęziach itp. Plamy wodne występują
w drewnie wszystkich gatunków drzew, najczęściej jednak u jodły, sosny, osiki, buka i jesionu.
Omawiana wada zwiększa skłonność drewna do pękania i sprzyja wnikaniu zarodników
grzybów w głąb surowca.
Zabarwienia po spławie (lub po składowaniu wodnym) występują w postaci rdzawych lub
szarobrunatnych przebarwień o głębokości 3 do 5 mm warstwy przy obwodowej drewna.
Zabarwienia tego typu występują w drewnie gatunków liściastych (zawierających garbnik)
w postaci plam rdzawych lub szarobrunatnych, a u gatunków iglastych jako zabarwienie żółte.
Plamy garbnikowe. Występują jako brunatnordzawe plamy na powierzchni sezonowej tarcicy
lub jako sine plamy na powierzchni drewna stykającego się z metalem. Pierwsze powstają
wskutek utleniania się wyługowanych garbników, drugie – wskutek reakcji garbników
z żelazem. Głębokość plam waha się w niewielkich granicach: od powierzchniowych (wylewy
garbnikowe) do kilku milimetrów. Występują one w drewnie bogatym w garbnik, głównie
w dębinie. Powierzchniowe wylewy garbnika, poza szczególnymi wypadkami, są bez
znaczenia, natomiast głębsze plamy wpływają ujemnie na estetyczny wygląd drewna.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
57
Zaszarzenie jest to szare zabarwienie powierzchni tarcicy, połączone niekiedy ze
srebrzystym połyskiem i „mechowatością”. Powstaje ono w następstwie długotrwałego
działania czynników atmosferycznych u wszystkich gatunków drzew.
Zgnilizny
Zgnilizna (mursz) objawia się postępującym rozkładem i zmianą barwy drewna,
spowodowanymi działaniem niektórych gatunków grzybów. Zakażeniu grzybowemu ulega
zarówno drewno drzew na pniu, jak i drewno składowane po ścięciu i wyróbce lub drewno
użytkowane. w zależności od miejsca występowania na pniu stojącego drzewa zgnilizny dzielą
się na:
−
zgniliznę odziomkową – korzeniową, ciągnącą się od porażonych korzeni, lub porażonego
odziomka,
−
zgniliznę strzały, ciągnącą się od sęków i zranień na pniu.
Mniej istotne z gospodarczego punktu widzenia są:
−
zgniliznę korzeni, występującą w strefie korzeni,
−
zgniliznę korony – gałęzi, występującą w strefie korony, na pniu lub na gałęziach.
Ze względu na stan drewna zgniliznę dzieli się na:
−
zgniliznę twardą,
−
zgniliznę miękką,
Ze względu na umiejscowienie na przekroju pnia:
−
zgniliznę zewnętrzną, obejmującą strefę najmłodszych słoi rocznych -tuż pod korą,
−
zgniliznę wewnętrzną, obejmującą strefę przyrdzeniową,
−
zgniliznę rozrzuconą – rozproszoną – gdzie efekt działania grzyba nie skupia się w jednym
obszarze.
Inny podział wyróżnia zgniliznę:
−
leśną,
−
składową,
−
domową.
Czynnikami ekologicznymi wyodrębniającymi ostatnie trzy grupy zgnilizn są przede
wszystkim wilgotność i temperatura. Drewno drzew żywych pozostających na pniu wykazuje
znacznie większy stopień wilgotności niż drewno na składnicach, Jeszcze mniejszą wilgotność
ma drewno w konstrukcjach budowlanych. Zróżnicowanie środowisk pod względem
wilgotności i temperatury powoduje, że inne gatunki grzybów wywołują zgniliznę leśną, inne
składową, a jeszcze inne domową. Na ogół grzyby atakujące drewno na składnicach lub
w domach wywołują mniej charakterystyczne formy zgnilizny niż te, które atakują drzewa
w lesie.
Przyjmując za kryteria podziału zmiany w składzie chemicznym i w obrazie
makroskopowym drewna, wyróżnia się trzy zasadnicze typy zgnilizn:
−
zgniliznę brunatną, zwaną także: destrukcyjną, błonnikową i czerwoną, gdy rozkładowi
ulegała celuloza i pentozany,
−
zgniliznę białą, zwaną także: jednolitą, – gdy najpierw rozkładowi ulegała lignina.
−
zgniliznę pstrą, zwaną także: korozyjną, białą jamkowarą, kieszonkową, gdy rozkładowi
ulegały (w mniejszym lub większym stopniu) równocześnie wszystkie składniki drewna.
Praktyczny podział zgnilizn drewna okrągłego przedstawia obowiązująca norma PN-79/D-
01011.
W zależności od stopnia rozkładu, wyróżnia się:
−
zgniliznę twardą,
−
zgniliznę miękką.
Obie grupy dzieli się jeszcze na:
a. zewnętrzną,
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
58
b. wewnętrzną,
c. rozproszoną.
Zgniliznę miękką dzieli się dodatkowo na:
a. zgniliznę korozyjną,
b. zgniliznę destrukcyjną,
c. zgniliznę korozyjno-destrukcyjną.
Zgniliznę twardą dzieli się dodatkowo na:
a. zgniliznę twardą jasną,
b. zgniliznę twardą ciemną,
c. zgniliznę twardą różnobarwną, zwaną także marmurkową,
d. zgniliznę twardą czerwoną, zwaną także czerwienią twardzieli.
Podobny podział w oparciu o stopień rozkładu drewna określa: zgniliznę wczesną i późną
oraz szereg faz pośrednich.
Wymienione podziały i rodzaje zgnilizn posiadają specjalne znaczenie diagnostyczne
i znajdują swój odpowiednik praktyczny. w zależności od potrzeby i zastosowania można
mówić o różnych podziałach i różnych typach zgnilizn. w każdym jednak wypadku oznaczenie
zgnilizny drewna jest trudne, bowiem obraz grzybowego rozkładu zależy nie tylko od gatunku
grzyba i gatunku zaatakowanego drewna, ale także od czasu działania grzyba i stadium
procesów rozkładowych.
Klasyfikacja jakościowo-wymiarowa
Zgodnie z definicją ISO: Normalizacja jest to proces tworzenia i stosowania reguł
zmierzających do porządkowania określonej działalności dla dobra i przy współpracy
zainteresowanych, a w szczególności dla osiągnięcia optymalnej oszczędności ogólnej
z uwzględnieniem wymagań funkcjonalnych i wymagań dotyczących bezpieczeństwa. Proces
ten, oparty na ugruntowanych osiągnięciach nauki, techniki i praktyki, określa nie tylko
podstawę stanu obecnego, lecz także przyszłego rozwoju, i powinien dotrzymać kroku
postępowi.
Sortymentacja drewna okrągłego – zbiór zasad, wymagań ogólnych i szczególnych oraz
przepisów regulujących sposoby sortowania drewna okrągłego w zależności od przeznaczenia.
Zasadniczym elementem sortymentacji drewna okrągłego są normy podstawowe (ogólny
podział drewna, sposób obróbki i pomiaru, terminologia) i normy przedmiotowe (zbiór
wymagań stawianych sortymentom). w normach przedmiotowych wykaz warunków i cech
sortymentu jest określany nazwą warunków technicznych.
Sortyment (drzewny) – materiał drzewny stanowiący przedmiot obrotu towarowego,
ujednolicony pod względem gatunku drewna, kształtu i wymiarów (klasyfikacja jakościowo-
wymiarowa – symbol KJW) – gdy chodzi o materiały ogólnego przeznaczenia – lub pod
względem gatunku drewna, kształtu i przeznaczenia – w przypadku materiałów ściśle
określonych klasyfikacja przeznaczeniowa zgodna z Polską Klasyfikacjią Wyrobów i Usług
(PKWiU), z dniem 1 lipca 1999r. Systematyczny Wykaz Wyrobów (SWW) został zastąpiony
przez PKWiU.
Normy- dokumenty techniczno- prawne, określające ilościowe i jakościowe wymagania
w stosunku do danego przedmiotu normy. Rozróżnia się: Polskie Normy (PN) – obowiązujące
na terenie całego kraju, normy branżowe (BN) – obowiązujące w danej gałęzi (branży)
gospodarczej oraz normy zakładowe (ZN) – obowiązujące w jednym lub kilku zakładach
pracy. Źródłem informacji o normach są katalogi Polskiego Komitetu Normalizacji, Miar
i Jakości.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
59
Norma wg słownika jezyka polskiego:
1. ustalona, ogólnie przyjęta zasada; reguła, przepis, wzór; w etyce: zasada postępowania,
dyrektywa wyznaczająca obowiązek określonego zachowania się w danej sytuacji przez
odwołanie się do odpowiednich ocen i wartości moralnych;
2. ilość, miara, granica ustalona, obliczona, przewidziana jako wymagana lub obowiązująca
w jakimś zakresie; w węższym znaczeniu: ilość pracy wyznaczona do wykonania
w określonym czasie. Norma techniczna dokument technicznoprawny określający
właściwości (np. rodzaj materiału) lub wymagania ilościowe (np. wymiary), którym
powinien odpowiadać dany przedmiot.
Tabela 8. Kryteria podziału surowca drzewnego
Lp.
Kryteria
Podziału Grupa
Nazwa
Symbol Lp.
Kryteria
Podziału
Grupa
Nazwa
Symbol
-
I
Klonowe
Kl
Daglezjowe
Dg
Lipowe
Lp
Jodłowe
Jd
Olchowe
Ol
Modrzewiowe
Md
Osikowe
Os
Sosnowe
So
Orzechowe
Orz
Świerkowe
Św
Wiązowe
Wz
Drewno
iglaste
pozostałe
iglaste
(pi)
Wierzbowe
Wb
-
L
Topolowe
Tp
Wiązu
górskiego
(brzostowe)
Bst
Drewno
liściaste
Pozostałe
liściaste
(pl)
Brzozowe
Brz
Dereniowe
der
Bukowe
Bk
jałowcowe
jał
Grabowe
Gb
leszczynowe
les
Dębowe
Db
pozostałe
-
1 Rodzaj
drewna
Drewno
liściaste
Jesionowe
Js
1 cd Rodzaj
drewna
Drewno
krzewów
Do 1993 roku obowiązywały w Polsce zasady klasyfikacji przeznaczeniowej. Taka
klasyfikacja od dawna budziła zastrzeżenia co do swojej złożoności. Pracę nad klasyfikacją
jakościowo-wymiarową podjął w 1989r. zespół wybitnych specjalistów (na terenie ówczesnych
OZLP: Łódź, Radom, Olsztyn, Szczecinek, Poznań, Kraków). Nową klasyfikację wdrożono
z dniem 1.07.1993r.
Konstruując zarys nowego systemu klasyfikacji surowca drzewnego starano się
zaprojektować taki jego podział, który pozwoliłby na opracowanie jak najmniejszej liczby
norm. Jednocześnie normy te w maksymalny sposób zbliżono do przepisów i zasad klasyfikacji
obowiązujących w krajach EWG biorą jednak pod uwagę rzeczywiste cechy krajowych
drzewostanów zarówno wymiarowe i jakościowe.
Pomimo funkcjonowania w wielu krajach klasyfikacji jakościowo-wymiarowej, mającej
niezaprzeczalne zalety, stosowany jest dodatkowo, głównie do celów handlowych, pewien typ
klasyfikacji przeznaczeniowej obejmującej drewno o szczególnych walorach użytkowych.
Dodatkowy podział dotyczy klas A, B, C i grupy S1. w ewidencji podział ten oznaczony jest
wyróżnikiem: 0- drewno bez określania, 1 – drewno specjalne.
W celu identyfikacji surowca przyjmuje się następującą zasadę: w klasie A jako drewno
specjalne wpisuje się drewno okleinowe, w klasie B jako specjalne wpisuje się drewno
sklejkowe, w klasie C oraz grupie S1 jako drewno specjalne wpisuje się drewno na słupy
teleenergetyczne.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
60
Tabela 8 c.d. Kryteria podziału surowca drzewnego
Lp.
Kryteria
Podziału
Grupa
Nazwa
S
y
m
bol
Lp.
Kryteria
Podziału
Grupa
Nazwa
S
y
m
bol
drewno okrągłe
-
klasa A
A
drewno łupane
-
Klasa B
B
2
Postać
-
drewno
rozdrobnione
-
Klasa C
C
-
-
Drewno
wielkowymiarowe
Klasa D
D
drewno
wielkowymiarowe
W
grupa S1
S1
grupa S2
S2
podgrupa
S2a
S2a
Grubizna
drewno średnio-
wymiarowe
S
podgrupa
S2b
S2b
3
Kategorie
grubości
Drobnica
drewno mało-
wymiarowe
M
grupa S3
S3
-
-
podgrupa
S3a
S3a
dłużyca
-
podgrupa
S3b
S3b
drewno
długie
kłoda
-
drewno średnio-
wymiarowe
grupa S4
S4
-
-
grupa M1
M1
wyrzynek
w
5
Klasyfikacja
jakościowo-
wymiarowa
Drewno mało-
wymiarowe
grupa M2
M2
wałek
-
4
Kategorie
długości
drewno
krótkie
szczapa
-
7 Sposobu
pomiaru
drewna
- wg PN -92/D -95000
-
karpina
przemysłowa
kp
karpina opałowa ko
zrębki leśne
przemysłowe
zp
6
Sortymenty -
zrębki leśne
opałowe
zo
8
Klasy
wymiarowe
-
podział na trzy klasy
drewna
wielkowymiarowego
wg średnicy środkowej
oraz drewna podgrupy
S3b wg średnicy
znamionowej
Pojęcia związane z klasyfikacją i pomiarem surowca drzewnego
Chrust – nieokrzesane gałęzie, całe drzewka o średnicy w dolnym końcu do 7cm w korze
i pędy krzewów. Dopuszczalnym są się liście i igliwie.
Czoło dolne drzewa – płaszczyzna przecięcia grubszego końca sztuki drewna.
Czoło górne drewna – płaszczyzna przecięcia cieńszego końca sztuki drewna.
Długość drewna (l) – najmniejsza odległość między czołami lub rysami znacznika
rozgraniczającymi klasy jakości w sztuce drewna.
Dłużyca- drewno okrągłe wielkowymiarowe i średniowymiarowe o długościach od 6,1 m
wzwyż.
Drewno długie – dłużyce i kłody.
Drewno krótkie – wyrzynki, wałki i szczapy.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
61
Drewno łupane – surowiec drzewny wyrabiany z drewna okrągłego przez dzieleni go
wzdłuż włókien narzędziami rozłupującymi.
Drewno małowymiarowe (M) – drewno okrągłe o średnicy dolnej mierzonej bez kory do
5cm, w korze do 7cm. w zależności od jakości drewno małowymiarowe dzieli się na dwie
podgrupy:
M1- drobnicę tyczkową (użytkową),
M2-drobnicę gałęziową (opałową).
Drewno okrągłe – surowiec drzewny pozyskiwany w stanie okrągłym z zachowaniem
naturalnego kształtu pobocznicy pnia lub elementów korony drewna.
Drewno rozdrobnione – surowiec drzewny wyrabiany z drewna za pomocą rozdrabniarek.
Drewno specjalne – surowiec drzewny o szczególnych cechach i wymiarach mających
decydujące znaczenie dla dalszego wykorzystania..
Drewno średniowymiarowe (S) – drewno okrągłe o średnicach mierzonych bez kory:
górnej od 5cm wzwyż i dolnej do 24cm. W zależności od jakości i wymiarów drewno dzieli się
na 4 grupy:
S1 – drewno dłużycowe, np. kopalniakowe,
S2 – drewno stosowe użytkowe, które ze względu na parametry wymiarowe i ilościowe
dzieli się na podgrupy a i b,
S3 – drewno żerdziowe,
S4 – drewno opałowe.
Drewno użytkowe- surowiec drzewny przeznaczony na różnego rodzaju wyroby lub do
bezpośredniego zastosowania z wyjątkiem celów opałowych.
Drewno wielkowymiarowe (W) – drewno okrągłe o średnicy górnej mierzonej bez kory
od 14 cm wzwyż. w zależności od jakości i wymiarów drewno wielkowymiarowe dzieli się na
cztery klasy: A, B, C, D.
Grubizna – drewno wielko- i średniowymiarowe.
Karpa- system korzeniowy rosnącego drzewa a po ścięciu drzewa- system korzeniowy
z pniakiem.
Karpina- surowiec drzewny pozyskiwany z karp.
Karpina opałowa (ko)- karpy przeznaczone do celów opałowych.
Karpina przemysłowa (kp) – karpy sosnowe przeznaczone do celów przemysłowych
o odpowiedniej zawartości żywicy.
Klasa, grupa i podgrupa – jednostka klasyfikacyjna surowca drzewnego według
wymiarów oraz stopnia dopuszczalności wad ujętych w normach.
Klasa wymiarowa – jednostka klasyfikacyjna drewna wielkowymiarowego według
wymiaru średnicy środkowej oraz drewna średniowymiarowego podgrupy S3b według
średnicy znamionowej.
Klasyfikacja jakościowo-wymiarowa surowca drzewnego – system podziału surowca
drzewnego uwzględniający cechy jakościowe i wymiarowe drewna.
Kłoda – drewno okrągłe wielko- i średniowymiarowe o długości od 2,7 do 6,0 m. w tym
miejscu należy przypomnieć, że kształt pnia większości drzew liściastych zwany jest kłodą.
Mimo, że pojęcia te jednakową brzmię należy je rozróżnić.
Koniec górny drzewa – cieńszy koniec sztuki surowca drzewnego.
Korowanie. Wyróżnia się:
–
korowanie na czerwono – zdjęcie z powierzchni drewna korowiny i częściowo łyka, przy
czym dopuszcza się powierzchniowe przecięcie włókien drzewnych do 5 mm oraz
pozostawienie fragmentów korowiny w rozmiarze nie przekraczającym 20% powierzchni
drewna;
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
62
–
korowanie na biało – zdjęcie z powierzchni drewna korowiny i łyka, przy czym dopuszcza
się powierzchniowe przecięcia włókien drzewnych oraz pozostawienie fragmentów łyka
i łyka z korowiną w łącznym rozmiarze nie przekraczającym 20% powierzchni drewna;
–
korowanie pośrednie – zdjęcie z powierzchni drewna korowiny i częściowo łyka, przy
czym dopuszcza się powierzchniowe przecięcie włókien drzewnych o głębokości do 5 mm
oraz pozostawienie fragmentów korowiny w łącznym rozmiarze nie przekraczającym 5%
powierzchni drewna;
łuszczenie – zdjęcie z powierzchni drewna całej korowiny wraz z łykiem na początku
okresu wegetacyjnego. Dopuszczalne jest zbrunatnienie pozostałości miazgi.
Leżanina – drewno nie nadające się do przemysłowego przerobu ani do innego
wykorzystania, w ograniczonym stopniu mające zastosowanie na cele opałowe.
Miąższość drewna (V) – objętość drewna wyrażona w m
3
.
Miąższość stosu drewna (V) – sumaryczna miąższość drewna znajdująca się w objętości
stosu, określona na podstawie stosowanych przeliczników.
Objętość stosu drewna (Vp) – suma miąższości drewna i objętości wolnych przestrzeni
w stosie, określona w metrach przestrzennych m
3
p.
Odpady zrębowe – różne kawałki drewna o długościach do 1m, które w miejscu
pozyskania ze względów jakościowych i wymiarowych mogą być jedynie zaliczone do grupy
S4 (opał).
Okrzesywanie. Drewno okrągłe i łupane powinno być okrzesane z gałęzi i wystających
sęków. Jakość okrzesywania dzieli się na:
bardzo dobrą – okrzesywanie równe z powierzchnią drewna,
dobrą – okrzesywanie, po którym pozostają sęki do 3cm długości i sporadycznie dłuższe;
dostateczną – okrzesywanie, po którym pozostają sęki do 5cm dł. i sporadycznie dłuższe,
okrzesywanie zgrubne – okrzesywanie drewna polegające na częściowym odcięciu
cienkich (uiglonych lub ulistnionych) części gałęzi.
Pień- nadziemna część drzewa bez gałęzi.
Pniak- dolna część pnia pozostająca przy karpie po ścięciu drzewa.
Rodzaj drewna – nazwa surowca drzewnego utworzona zgodnie z botaniczną nazwą
gatunku lub rodzaju drzewa lub krzewu, z którego pochodzi.
Sortyment – drewno o określonych wymiarach i jakości.
Surowiec drzewny – drewno wyrobione z poszczególnych części drzewa: z pnia, korony
i karpy.
Szczapa – drewno średniowymiarowe, łupane o długości od 0,5–2,6 m.
Średnica dolna drzewa (dd) – średnica grubszego końca sztuki drewna.
Średnica środkowa drewna (d) – średnica mierzona w połowie długości sztuki drewna.
Średnica górna drewna (dg) – średnica cieńszego końca sztuki drewna.
Średnica znamionowa drewna (dz) – średnica mierzona w odległości 1m od dolnego
(grubszego) końca.
Wałek – drewno okrągłe średniowymiarowe o długości od 0,5 do 2,6m.
Wyrzynek – drewno okrągłe wielkowymiarowe o długości 0,5 do 2,6m.
Zrębki leśne przemysłowe (Zp) – kawałki drewna o określonych wymiarach i jakości
przeznaczone do wyrobu płyt wiórowych i pilśniowych oraz używane przy produkcji
żelazostopów.
Zrębki leśne opałowe (Zo) – kawałki drewna o określonych wymiarach i jakości
przeznaczone dla celów opałowych.
Sposoby pomiaru surowca drzewnego:
Drewno klasy WA, WB, WC, WD i grupy S1 mierzy się w sztukach pojedynczo- termin
ten oznacza, że każdą sztukę drewna (jedną całość) mierzy się i cechuje oddzielnie.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
63
Drewno grupy S3b, mierzy się w sztukach grupowo – co oznacza, że mierzy się i cechuje
grupę sztuk drewna, o podobnych wymiarach średnicy i długości. (zakresach wymiarów np. od
12 do 14cm).
W stosach wykonuje się pomiar drewna grup: S2a, S2b, S3a, S4, M1 i M2 oraz karpinę
(pień wraz z korzeniami); Pomiar w stosach oznacza, że mierzy się i cechuje drewno
o podobnych wymiarach (zakresach wymiarów- większych niż przy drewnie odbieranym
w sztukach grupowo np. od 7 do 24cm).
Drewno można mierzyć wg jego masy (wagi), w pojemnikach (np. zrębki).
Objętość drewna (miąższość, masą) określa się w m
3
, jednostką pomocniczą jest metr
przestrzenny mp (m
3
p). Miąższość surowca drzewnego, mierzonego w sztukach pojedynczo,
należy określać z dokładnością do drugiego miejsca po przecinku. Dopuszcza się, za zgodą
stron, określenie miąższości drewna wielkowymiarowego z dokładnością do jednego znaku po
przecinku. Dopuszcza się, za zgodą stron, określanie miąższości drewna grupy S1
na podstawie przeciętnej miąższości sztuki.
Przygotowanie do pomiaru surowca drzewnego
Drewno wielkowymiarowe może być wyrabiane w dłużycach, kłodach i wyrzynkach.
Tradycyjny sposób pozyskania drewna, w którym większość operacji technologicznych
(ścinka, okrzesywanie i przerzynka) odbywa się na terenie lasu zobowiązuje pracownika lasów
państwowych do odbioru drewna wielkowymiarowego przy pniu. W przypadku innych
sposobów pomiar może odbywać się również na składnicy.
Drewno mierzone w sztukach grupowo powinno być ułożone w stosy na podkładach
końcami dolnymi w jednym kierunku, aby płaszczyzna czół dolnych końców była zbliżona do
pionu. w stosie powinno znajdować się drewno jednej grubości, jednego rodzaju oraz jednej
klasy wymiarowej.
Przygotowanie do pomiaru w stosach regularnych na gruncie.
Wyrzynki, wałki i szczapy powinny być ułożone w stosy zwykłe, krzyżowe lub
kombinowane, tzn. zwykłe z krzyżowymi według. płaszczyzny stosu dolna i górna powinny
być poziome, natomiast czoła stosu równe i pionowe. w terenie pochyłym płaszczyzna stosu
dolna i górna powinny być równoległe do powierzchni terenu. Wyrzynki, szczapy i wałki
powinny być układane na podkładkach między dwoma pionowymi kołkami. Zaleca się
układanie stosów ciągłych, w których szerokość jest wielokrotnością 1m. w terenie, w którym
istnieją trudności z wbiciem kołków, drewno należy układać w stosy krzyżowe lub stosować
przeplatanie stosów zwykłych, krzyżowymi. Stosy układa się oddzielnie dla każdej grupy
i rodzaju. Dopuszcza się ułożenie stos u z różnych rodzajów drewna. Wówczas stos taki nosi
nazwę rodzaju drewna, jakie w nim przeważa. Dopuszcza się również układanie razem drewna
grupy
S3a
i M1.
Wałki
o różnych
zbieżystościach
należy
układać
w stosach
na przemian grubszymi końcami. Szczapy przylegające do bocznych kołków i podkładek
powinny być skierowane na zewnątrz stosu powierzchnią przełupu. Ze środka stosu
układanego w miejscu pozyskania należy wysunąć jedną sztukę drewna na około 10cm, w celu
umieszczenia na jej czole znaków i numeru stosu. Wyrzynki, wałki i szczapy należy układać
w lesie z nadmiarem wynoszącym 5% wysokości stosu. Przy układaniu u odbiorcy nie stosuje
się nadmiaru.
Drewno grupy S3a i M1 należy układać w stosy zwykłe, przy czym w jednym stosie mogą
występować obie grupy. Stosy należy układać na podkładkach między kołkami pionowymi,
grubszymi końcami w jedną stronę. Czoło powinno być możliwie równe i zbliżone do pionu.
Nadmiar wysokości powinien wynosić 10%. Z ułożonego stosu należy wysunąć jedną grubszą
sztukę na około 10cm w celu umieszczenia na jej czole numeru.
Drewno grupy M2 należy układać w stosy zwykłe, przy czym w jednym stosie może
znajdować się drewno iglaste i liściaste. Stos taki nosi nazwę tego rodzaju drewna, jaki w nim
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
64
przeważa. Stosy należy układać na podkładkach między kołkami pionowymi lub bez kołków
przy zachowaniu prostopadłych ścian bocznych. Wysokość stosu powinna być w każdym
miejscu możliwie jednakowa. Drewno należy układać grubszymi końcami na przemian
w kierunku obu czół. Czoła powinny być możliwie równe i zbliżone do pionu. Drewno krótsze
może być sztukowane w stosach. Nadmiar wysokości powinien wynosić 10%.
Z ułożonego stosu należy wysunąć jedną grubszą sztukę na około 10cm, w celu umieszczenia
na jej czole znaków i numeru stosu. Znaki i numer można również umieścić na boku stosu.
Pomiar surowca drzewnego w sztukach pojedynczo.
Elementami pomiaru są długość (l) oraz średnica środkowa (d), a dla drewna iglastego
o długości do 8,9m może także być średnica górna (dg).
Zasada pomiaru długości. Długość drewna mierzy się taśmą lub innym przyrządem
z dokładnością do 5cm. Pomiar powinien być wykonany wzdłuż najkrótszej linii łączącej
obydwa czoła lub rysy znacznika. Za długość nominalną do obliczenia miąższości należy
przyjąć:
−
długość znormalizowaną lub podaną w zamówieniu, jeżeli pomiar wykaże, że długość
rzeczywista jest zgodna z normą lub zamówieniem, a stwierdzone różnice mieszczą się
w granicach dopuszczalnych odchyłek;
−
najbliższą, mniejszą długość znormalizowaną według przyjętego stopnia, gdy pomiar
wykaże, że długość rzeczywista jest mniejsza niż długość przewidywana stopniowaniem.
w drewnie wielkowymiarowym obowiązuje nadmiar długości wynoszący 1%.
Zasada pomiaru średnic. Średnicę środkową (d) drewna o regularnym kształcie określa się
na podstawie jednego pomiaru średnicomierzem, prostopadle do osi podłużnej przechodzącej
przez środek geometryczny przekroju poprzecznego sztuki. Jeżeli miejsce pomiaru średnicy
wypada na zniekształceniach powierzchni drewna, wówczas należy wykonać pomiary na
drewnie ukształtowanym regularnie – poniżej i powyżej zniekształcenia w jednakowej
odległości od właściwego miejsca pomiaru. Za właściwą średnicę drewna należy przyjąć
średnią arytmetyczną dwóch pomiarów wykonanych w wyżej podany sposób. Jeżeli drewno
obarczone jest listwą mrozową lub piorunową, należy wykonać pomiar średnicy z pominięciem
zniekształcenia. Jeżeli drewno jest wyraźnie spłaszczone należy wykonać dwukrotnie pomiar
po największej i najmniejszej średnicy i obliczyć średnią arytmetyczną. Pomiar należy wykonać
z dokładnością do 1 mm. Wyniki pomiarów oraz średnią arytmetyczną średnic należy
zaokrąglić do pełnych centymetrów w górę, jeżeli ułamek centymetra przekroczy 5 mm lub
w dół, gdy ułamek centymetra jest mniejszy lub równy 5 mm. Średnicę (d) należy rejestrować
bez kory. w przypadku pomiaru średnicy drewna w korze należy stosować potrącenia na korę
wg tabela 9. Dopuszcza się zdjęcie kory w miejscu wykonania pomiaru. Drewno
wielkowymiarowe należy, dzielić wg średnicy środkowej na trzy klasy wymiarowe, zgodnie z
tabelą 10.
Pomiar średnicy górnej (dg). Średnicę górną (dg) należy mierzyć przymiarem liniowym lub
średnicomierzem wg zasad określonych wyżej. Pomiar średnicy wykonuje się bez kory,
a wynik pomiaru należy zaokrąglić.
Pomiar średnicy znamionowej (dz) w korze lub bez kory należy wykonać średnicomierzem
w odległości 1m od czoła dolnego końca sztuki drewna po najmniejszej średnicy. Wynik
pomiaru należy zaokrąglić wg zasad określonych wyżej. Drewno grupy S3b dzieli się wg
średnicy znamionowej w korze na trzy klasy wymiarowe zgodnie z tabelą 12.
Pomiar średnicy dolnej (dd) w korze lub bez kory należy wykonać za pomocą przymiaru
liniowego lub średnicomierza na najmniejszej średnicy. Wynik pomiaru należy zaokrąglić wg
zasad określonych wyżej.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
65
Tabela 9. Potrącenia na korę
w różnych rodzajach drewna.
Tabela 10. Podział drewna
wielkowymiarowego według
średnicy środkowej
Tabela 11. Podział
drewna grupy S
3b
według
średnicy znamionowej
Potrącenia na korę przy średnicy
środkowej drewna w korze (cm)
Klasa
wymiarowa
Średnica (d) bez
kory (cm)
Klasa
wymiarowa
Średnica (d)
bez kory (cm)
Rodzaj
drewna
do 16 17-24 25-34 35-49
50
i powyżej
1
do 24
1
7-9
sosnowe,
modrzewiowe
1
2
2
3
4
2
25-34
2
10-11
Świerkowe,
jodłowe
1
2
2
3
3
35 i powyżej
3
12-14
bukowe,
grabowe,
klonowe
1
1
2
2
jaworowe,
jesionowe,
lipowe,
olchowe,
osikowe,
topolowe,
wiązowe
2
3
3
4
dębowe,
akacjowe
3
4
5
6
brzozowe
2
2
3
4
Pomiar średnicy przekroju na określonym czole sztuki należy wykonać bez kory,
za pomocą przymiaru liniowego. Wynik pomiaru należy zaokrąglić wg zasad określonych
wyżej.
Pomiar surowca drzewnego mierzonego w sztukach grupowo
Elementami pomiaru są: długość (l) i średnica znamionowa (dz) oraz liczba sztuk.
Długość mierzy się wzdłuż odległości łączącej oba czoła sztuki drewna. Pomiar należy
wykonać taśmą lub innym przyrządem pomiarowym z dokładnością do 5 cm. Wynik pomiaru
należy zaokrąglić wg zasady podanej wyżej, jednak zgodnie z przyjętym stopniowaniem
w normach. Pomiar średnicy (dz) należy wykonać wg zasady podanej wyżej.
Pomiar stosów regularnych na gruncie. Elementami pomiaru są: długość (l), szerokość (s)
oraz nominalna wysokość stosu (h). Pomiar długości, szerokości i wysokości należy wykonać
z dokładnością do 1cm. Za długość stosu przyjmuje się szacunkową długość drewna grupy M2
lub nominalną długość stosu dla karpiny; w przypadku wałków i szczap mierzy się ich
nominalną długość. Szerokość stosu należy mierzyć poziomo między kołkami,
a w przypadku układania bez kołków należy mierzyć szerokość uznaną za przeciętną.
Wysokość stosu drewna grupy S2, S4 i M2 należy mierzyć od miejsca styku podkładki
z pierwszą warstwą drewna do górnej krawędzi stosu. Dla drewna grupy S3a i M1 wysokość
stosu należy mierzyć w połowie oszacowanej długości. Od uzyskanych wyników pomiaru
należy odjąć odpowiedni nadmiar.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
66
Tabela 12. Współczynniki zamienne dla drewna mierzonego w stosach
W korze
Bez kory
Grupa, Sortyment
m(p) w korze na
m
3
bez kory
m
3
bez kory na
m(p) w korze
m(p) bez kory na
m
3
bez kory
m
3
bez kory na
m(p) bez kory
1
2
3
4
5
1,0; 1,2
0,65
1,54
0,75
1,33
2,0; 2,4
0,62
1,61
0,72
1,39
Grupa S
2
-So, Md,
Dg długość
5,0; 6,0; 7,0
0,6
1,67
-
-
1,0; 1,1; 1,2
0,7
1,43
0,78
1,28
2,0; 2,4
0,67
1,49
0,75
1,33
Grupa S
2
-Św, Jd
długość:
3,0; 4,0; 5,0
0,65
1,54
-
-
1,0; 1,2
0,7
1,43
2,0- 2,5
0,63
1,59
Grupa S
2
-Bk, Gb
długość:
2,6- 3,5
0,6
1,67
0,75
1,33
1,0; 1,2
0,65
1,54
2,0- 2,5
0,6
1,67
Grupa S
2
-Brz
pozostałe
liściaste, długość:
2,6- 3,5
0,57
1,75
0,75
1,33
Do 4m
0,5
2
-
-
Grupa S
3a
długość:
4m i wyżej
0,4
2,5
-
-
So i liściaste
0,65
1,54
0,75
1,33
Grupa S
4
Św, Jd
0,7
1,43
0,75
1,33
Grupa M
1
0,4
2,5
-
-
Grupa M
2
0,25
4
-
-
Zrębki leśne przemysłowe
0,43
2,33
-
-
Karpina przemysłowa i opałowa
0,4
2,5
-
-
Dłużyce i kłody grupy S1 na
środku wywozowym po
transporcie
0,38
2,63
-
-
Zrębki leśne opałowe
0,46
2,17
-
-
Obliczanie miąższości
Obliczanie miąższości drewna wielkowymiarowego (V) oblicza się w m
3
na podstawie
wzoru :
V=[( 3,14 * d
2
) /4 * 10 000] * l
w którym : d – średnica środkowa drewna (cm) ; l – długość drewna (m).
Określanie miąższości na podstawie tablic
Miąższość drewna okrągłego odczytuje się z tablic objętości walców, przyjmując średnicę
(d) za średnicę walca, a długość (l) sztuki za długość walca.
Miąższość drewna okrągłego iglastego w długościach do 8,9m dla metody sortymentowej
należy odczytać z tablic na podstawie średnicy górnej i długości.
Określanie miąższości za pomocą urządzeń elektronicznych. Dopuszcza się pomiar
i obliczanie miąższości surowca drzewnego wielko – i średniowymiarowego za pomocą
elektronicznych urządzeń pomiarowych, np. zamontowanych w maszynach wielooperacyjnych.
w przypadku pomiaru w korze należy uwzględnić odpowiednie potrącenia na korę.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
67
Miąższość surowca drzewnego mierzonego w stosach na gruncie
Miąższość stosu (V) oblicza się w m
3
wg wzorów :
V = Vp * x dla stosu zwykłego
V = Vp * x * 0,75 dla stosu krzyżowego
Vp – objętość stosu, m3 obliczana wg wzoru Vp = l *s * h
gdzie:
x – współczynnik zamienny (wg tabl. 12.)
l – długość stosu w m.,
s – szerokość stosu w m.,
h – wysokość stosu w m.,
Dla drewna ułożonego w stosy krzyżowe objętość Vp należy uprzednio przeliczyć
na objętość stosów zwykłych wg zasada, że 1m
3
objętości stosu krzyżowego równy jest 0,75
objętości stosu zwykłego.
Cechowanie
Cechówka – przyrząd podobny do młotka, służący do odbijania na drewnie znaku (cechy)
nadleśnictwa. Znak cechówki na drewnie świadczy o jego legalnym pochodzeniu.
Rozróżniane są:
−
cechówka
odbiorcza
–
odbijająca
znak
koła
na
przekroju
odziomkowym
i wierzchołkowym odbieranego drewna oraz na drzewach przeznaczonych do wyrębu,
pniach po drzewach usuniętych ze względów sanitarnych (użytki przygodne).
Od 1988 roku do odbioru drewna w Lasach Państwowych stosuje się numerator, gdzie
cecha drewna zostaje zastąpiona przez plastikową tabliczkę z kolejnym numerem sztuki
i numerem jednostki organizacyjnej (nadleśnictwa i leśnictwa),
−
cechówka kontrolna – odbijająca znak kwadratu na drewnie skontrolowanym
pod względem ilości i jakości przez osobę do tego upoważnioną,
−
cechówka defraudacyjna – odbijająca znak trójkąta na przekroju odziomkowym
i wierzchołkowym odzyskanego, skradzionego wcześniej drewna.
Cechowanie drewna wielko – i średniowymiarowego grupy S1 mierzonego w sztukach
pojedynczo. Na czole sztuki należy umieścić następujące znaki:
a) znak jednostki administracyjnej LP,
b) nr sztuki. Obecnie oba te warunki spełnia specjalna “plakietka”- tabliczka, którą leśniczy
przytwierdza za pomocą specjalnie do tego celu skonstruowanym młotkiem. w przypadku
pozyskania drewna iglastego w długościach do 8,9m oraz maszynami wielooperacyjnymi
dopuszcza się za zgodą stron odstąpienie od tych zasad.
Cechowanie surowca drzewnego średniowymiarowego mierzonego w dłużycach na
środkach transportowych. Na czołach wszystkich sztuk należy umieścić znak jednostki
administracyjnej LP.
Cechowanie surowca drzewnego mierzonego w sztukach grupowo. Na czole lub
zaciosanej powierzchni bocznej sztuki położonej w górnej warstwie stosu lub zaciosie palika
podpierającego stos należy umieścić następujące znaki :
a) znak jednostki administracyjnej LP,
b) numer stosu.
Cechowanie surowca drzewnego mierzonego w stosach i na nasiębiernych środkach
zrywkowych. Cechowaniu podlegają stosy na gruncie. Na czole sztuki występującej ze stosu
należy umieścić:
a) znak jednostki administracyjnej LP,
b) numer stosu.
Zestaw obowiązujących norm na poszczególne surowce drzewne znajdziesz w czytelni
i bibliotece szkolnej, jak również na ćwiczeniach w klasopracowni.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
68
4.3.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Co to jest wada drewna?
2. Jakie znasz grupy wad drewna?
3. Jakie są cechy poszczególnych wad drewna?
4. Czym powodowane są poszczególne wady drewna?
5. Jaki wpływ na mechaniczne i fizyczne właściwości drewna mają poszczególne wady?
6. Jak zmierzyć poszczególne wady?
7. Jaki wpływ mają poszczególne wady na zastosowanie drewna do przemysłu?
8. Jaki wpływ mają poszczególne wady na klasyfikację jakościowo-wymiarową?
9. Jakie są kategorie podziałów sortymentów drzewnych?
10. Jak zmierzyć poszczególne sortymenty drzewne?
11. Jak obliczyć masę drzewna poszczególnym sortymentom drzewnym?
12. Co to znaczy cechowanie drewna?
4.3.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Rozpoznaj wady drewna. Nauczyciel dostarczył Ci ponumerowanych 20 próbek drewna
z mniej lub bardziej widocznymi wadami.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) wybrać i dokładnie przeczytać rozdział dotyczący wad budowy drewna,
2) pogrupować próbki według grup wad,
3) rozpoznać wady drewna,
4) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
5) podjąć dyskusje dotyczącą porównania wyników.
Wyposażenie stanowiska pracy:
−
poradnik dla ucznia,
−
formularz z numerami do wstawienia nazwy wady.
Ćwiczenie 2
Zaklasyfikuj drewno do jak najlepszego sortymentu. Nauczyciel dostarczył Ci 3 dokładne
opisy z rysunkami przedstawiające leżące drewno do dalszej manipulacji.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) wybrać i dokładnie przeczytać rozdział dotyczący wad drewna i klasyfikacji jakościowo-
wymiarowej,
2) określić gatunek drewna,
3) określić wymiary graniczne występowania sortymentów,
4) określić wady możliwe do wystąpienia w najlepszym sortymencie z podanymi,
granicznymi wymiarami,
5) zaklasyfikować drewno,
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
69
6) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
7) podjąć dyskusje dotyczącą porównania wyników.
Wyposażenie stanowiska pracy:
−
poradnik dla ucznia,
−
rysunki i opisy drewna,
−
kartki papieru.
Ćwiczenie 3
Nauczyciel wyświetlił Ci film, w którym zobaczyłeś odbiór drewna wielkowymiarowego
w pewnym nadleśnictwie. Leśniczy, który odbierał drewno na filmie:
−
przygotował sobie narzędzia pracy (średnicomierz, taśmę do mierzenia długości
i rejestrator),
−
z pomocą podleśniczego zmierzył drewno,
−
zapisał wynik pomiarów do rejestratora.
Na podstawie wydruku z rejestratora dotyczącego rozpoznania i pomiaru leśniczego
określ wady drewna, których leśniczy dopatrzył się w mierzonych sztukach, a których nie było
widać na filmie.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) wybrać i dokładnie przeczytać rozdział dotyczący wad drewna i klasyfikacji jakościowo-
wymiarowej,
2) odnaleźć w normach drewno o wymiarach zapisanych przez leśniczego,
3) określić sortyment drzewny przy założeniu, że nie występują w nim żadne wady,
4) określić wady, które mogły spowodować dyskwalifikację drewna,
5) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
6) podjąć dyskusje dotyczącą porównania wyników.
Wyposażenie stanowiska pracy:
−
poradnik dla ucznia,
−
zestaw norm na drewno wielkowymiarowe.
Ćwiczenie 4
Rozpoznaj sortymenty stosowane oraz zmień ich masę. Nauczyciel wskazał na
powierzchni roboczej wyrobione przez pracowników sortymenty stosowe.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:
1) wybrać i dokładnie przeczytać rozdział dotyczący wad drewna i klasyfikacji jakościowo-
wymiarowej,
2) określić lokalizację wskazaną przez nauczyciela,
3) rozpoznać gatunek i sortyment drewna,
4) zapisać wynik rozpoznania na kartce
5) zmierzyć wymiary stosu,
6) obliczyć masę stosu
7) zapisać wynik obliczenia na kartce.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
70
Wyposażenie stanowiska pracy:
−
mapa przeglądowa drzewostanów,
−
zestaw norm na sortymenty drzewne,
−
taśma pomiarowa,
−
średnicomierz,
−
kalkulator,
−
papier formatu A4.
Ćwiczenie 5
Zaklasyfikuj drewno do jak najlepszego sortymentu biorąc pod uwagę bariery narzucone
przez klienta. Nauczyciel dostarczył Ci 3 dokładne opisy z rysunkami przedstawiające leżące
drewno do dalszej manipulacji, oraz specyfikację zamówienia drewna o określonych
wymiarach i jakości, które nie koresponduje z normami na poszczególne surowce drzewne.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) wybrać i dokładnie przeczytać rozdział dotyczący wad drewna i klasyfikacji jakościowo-
wymiarowej,
2) określić gatunek drewna,
3) określić wymiary graniczne występowania sortymentów według norm i według zamówienia,
4) określić wady możliwe do wystąpienia w najlepszym sortymencie z podanymi,
granicznymi wymiarami według norm i według zamówienia,
5) zaklasyfikować drewno według norm,
6) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
7) podjąć dyskusje dotyczącą porównania wyników.
Wyposażenie stanowiska pracy:
−
poradnik dla ucznia,
−
rysunki i opisy drewna,
−
czyste kartki.
Ćwiczenie 5
Zakwalifikuj drewno do jak najlepszego sortymentu. Nauczyciel dostarczył Ci 3 bardzo
szczegółowe opisy przedstawiające leżące w lesie drewno do dalszej manipulacji. Opisy nie
charakteryzują wad a jedynie wskazują na fizyczne i mechaniczne cechy drewna (np. drewno
rozcierające się w dłoni; drewno białe, bardzo twarde z charakterystycznym jeszcze twardszym
ciemniejszym fragmentem w okolicy rdzenia; drewno o długości 12 metrów, średnicy
znamionowej 40 cm i średnicy środkowej 35cm. itp.).
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) wybrać i dokładnie przeczytać rozdział dotyczący wad drewna i klasyfikacji jakościowo-
wymiarowej,
2) spróbować określić gatunek drewna lub grupę gatunków,
3) określić wymiary graniczne występowania sortymentów według norm,
4) określić wady możliwe do wystąpienia w najlepszym sortymencie z podanymi,
granicznymi wymiarami według norm,
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
71
5) zaklasyfikować drewno według norm,
6) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
7) podjąć dyskusje dotyczącą porównania wyników.
Wyposażenie stanowiska pracy:
−
poradnik dla ucznia,
−
rysunki i opisy drewna,
−
czyste kartki.
4.3.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak
Nie
1) wymienić wady drewna i ich rodzaje?
2) scharakteryzować wpływ wad na właściwości drewna?
3) określić wpływ wad na klasyfikację jakościowo-wymiarową
(np. wybranego sortymentu)?
4) zmierzyć poszczególne wady drewna?
5) wymienić sortymenty w zależności od ich cech wymiarowych?
6) wymienić sortymenty w zależności od ich cech jakościowych?
7) wymienić cechy niepożądane – wady drewna w przypadku konkretnego
sortymentu?
8) wymienić cechy drewna dyskwalifikujące to drewno do poszczególnych
sortymentów?
9) rozpoznać sortymenty drzewne?
10) wymienić zasady przygotowania do pomiaru i pomiaru sortymentów
drzewnych?
11) zmierzyć i oznakować sortymenty drzewne?
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
72
5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ
INSTRUKCJA DLA UCZNIA
1. Przeczytaj uważnie instrukcję.
2. Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
3. Test zawiera 20 zadań testowych wielokrotnego wyboru.
4. Zadania 1, 2, 3, 15 i 18 są z poziomu ponadpodstawowego
5. Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi.
6. Prawidłowe odpowiedzi zaznacz znakiem X.
7. Błędne odpowiedzi zakreśl kółkiem i ponownie zaznacz prawidłową.
Powodzenia!
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1. Minimalna średnica znamionowa przy drewnie iglastym WB0
a) nie ogranicza się.
b) 18.
c) 25.
d) 35.
2. Minimalna średnica znamionowa przy drewnie iglastym WD0
a) nie ogranicza się.
b) 18.
c) 25.
d) 35.
3. Minimalna średnica w górnym końcu bez kory przy drewnie liściastym WD0
a) 30.
b) 20.
c) 22.
d) 18.
4. Normę na drewno średniowymiarowe należy stosować do klasyfikacji jakościowo-
wymiarowej drewna pozyskanego w postaci
a) dłużyc i szczap.
b) kłód i szczap.
c) wałków i szczap.
d) wałków i kłód.
5. Drewno średniowymiarowe dzieli się na
a) 4 grupy przy czym dwie z nich dzielą się jeszcze na dwie podgrupy.
b) 4 grupy przy czym każda dzieli się jeszcze na dwie podgrupy.
c) 2 grupy przy czym każda dzieli się jeszcze na dwie podgrupy.
d) 6 grupy przy czym dwie z nich dzielą się jeszcze na dwie podgrupy.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
73
6. Średnicę znamionową mierzy się dla sortymentów
a) S6 dz bez kory.
b) S2 dz w korze.
c) S1 dz bez kory.
d) S3 dz w korze.
7. Nadmiaru długości nie stosuje się w przypadku
a) sortymentów wielkowymiarowych.
b) sortymentów ułożonych w stosie.
c) sortymentów cennych.
d) sortymentów WA0 i WB1.
8. W sztukach pojedynczo odbiera się sortymenty
a) M.
b) S2a.
c) W.
d) zrębki.
9. Najmniejsza długość w sortymencie S4 może wynosić
a) 0,5 m.
b) 1,0 m.
c) 4 m.
d) 2,5 m.
10. W drewnie wielkowymiarowym okrzesywanie powinno być
a) dobre.
b) bardzo dobre.
c) zgrubne.
d) dostateczne.
11. W terminologii nie znanym jest sposób korowania
a) na biało.
b) pośrednie.
c) na czerwono.
d) na czarno.
12. W terminologii nie znane są stosy
a) kombinowane.
b) zwykłe.
c) krzyżowe.
d) pochyłe.
13. Sęki zarośnięte to
a) sęki zdrowe, zepsute, owalne.
b) brewki, róże, pasierby.
c) guzy, róże, brewki.
d) sęki zdrowe, sęki zepsute, tabaczne.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
74
14. Twardzica powstaje po stronie
a) zagrzybionej.
b) ściskanej.
c) rozciąganej.
d) żadnej, ponieważ twardzica powstaje niezależnie od kształtu pnia.
15. Krzywizna jest widoczna na odcinku 2,5 m, w punkcie o największym wygięciu,
odchylenie od prostego przebiegu wynosi 8 cm, jaka jest wartość strzałki krzywizny
a) 3,0 cm.
b) 3,2 cm.
c) 3,4 cm.
d) 3,6 cm.
16. Higroskopijność drewna to
a) ilość wody znajdująca się w drewnie.
b) ilość pary wodnej znajdującej się w drewnie.
c) zdolność do wchłaniania pary wodnej przez drewno.
d) zdolność do wchłaniania wody lub innych substancji przez drewno.
17. Szczapa jest określeniem drewna
a) średniowymiarowego, łupanego o długości od 0,5–2,6 m.
b) małowymiarowego, korowanego o długości od 0,5–2,6 m.
c) średniowymiarowego, łupanego o średnicy od 0,5–0,28 m.
d) małowymiarowego, korowanego o średnicy od 0,5–2,4 m.
18. Długość drewna wielkowymiarowego wynosi 10m, średnica w połowie długości bez kory
100cm. Jego miąższość wynosi około
a) 7,85m
3
.
b) 3,14m
3
.
c) 2,16m
3
.
d) 0,86m
3
.
19. U olszy w budowie drewna występują
a) promienie rdzeniowe szerokie.
b) promienie rdzeniowe pozornie szerokie.
c) w drewnie wczesnym cienkościenne cewki.
d) W drewnie późnym grubościenne naczynia.
20. Komórki wyściełające występują w
a) przewodach żywicznych.
b) na granicy słojów rocznych.
c) wokół naczyń drewna wczesnego.
d) w warstwie kambium.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
75
KARTA ODPOWIEDZI
Imię i nazwisko.........................................................................................................................
Klasyfikowanie surowca drzewnego
Zakreśl poprawną odpowiedź.
Nr
zadania
Odpowiedź
Punkty
1
a
b
c
d
2
a
b
c
d
3
a
b
c
d
4
a
b
c
d
5
a
b
c
d
6
a
b
c
d
7
a
b
c
d
8
a
b
c
d
9
a
b
c
d
10
a
b
c
d
11
a
b
c
d
12
a
b
c
d
13
a
b
c
d
14
a
b
c
d
15
a
b
c
d
16
a
b
c
d
17
a
b
c
d
18
a
b
c
d
19
a
b
c
d
20
a
b
c
d
Razem:
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
76
6. LITERATURA
1. Antkowiak L.: Materiały do ćwiczeń z oznaczania drewna. Wydawnictwo Akademii
Rolniczej im. Augusta Cieszkowskiego w Poznaniu, Poznań 1997
2. Czuraj M.: Tablice miąższości drewna okrągłego. Multico, Warszawa 2004
3. Dominik J.: Atlas owadów uszkadzających drewno, Multico, Warszawa 1998
4. Galewski W, Korzeniowski A.: Atlas najważniejszych gatunków drewna. PWRiL,
Warszawa 1958
5. Grochowski W.: Jadalne owoce leśne. PWRiL, W-wa 1986
6. Grochowski W.: Uboczna produkcja leśna. PWN W-wa 1990
7. Instrukcja Lasów Państwowych: Szacunek brakarski drzew na pniu
8. Instrukcja Lasów Państwowych: Zasady konserwacji drewna w lesie i na składnicach
9. Instrukcja żywicowania – LP NZLP, W-wa 1987
10. Kozakiewicz P. Materiały do ćwiczeń z fizyki drewna. Wydawnictwo SGGW, Warszawa
2001
11. Krzysik F.: Nauka o drewnie. PWN, Warszawa 1974
12. Kubiak M., Laurow Z.: Surowiec drzewny. Fundacja Rozwój SGGW, Warszawa 1994
13. Laurow Z.: Pozyskanie drewna. Wyd. SGGW, W-wa 1984
14. Lisiewska M., Szmid M.: Przewodnik grzyboznawcy. PWRiL, wyd. III, W-wa 1983
15. Miler Z., Flotyński J., Cybulko T.: Pozyskanie drewna. Poznań 1990
16. Monkielewicz L., Ostalski R.: Użytkowanie lasu dla techników leśnych. PWRiL,
Warszawa 1988
17. Moskalik T., Sadowski J.: Biblioteczka robotnika leśnego
18. Podstawowe wiadomości z zakresu sortymentacji oraz pomiaru drewna. Wydawnictwo
Świat, Warszawa 1995
19. Polakowska M.: Leśne rośliny zielarskie. PWRiL, W-wa 1987
20. Polski Komitet Normalizacji, Miar i Jakości: Drewno okrągłe Wady (PN-79/D-01011).
Wydawnictwa Normalizacyjne, Warszawa 1980
21. Praca zbiorowa pod red. M. Suwały: Poradnik użytkowania lasu. Oficyna Edytorska
Wydawnictwo Świat, Warszawa 2000
22. Praca zbiorowa. Redakcja Grzesiak M.: Leśnictwo 2007, GUS, Departament Badań
Regionalnych i Środowiska, Warszawa 2007
23. Praca zbiorowa: Mała encyklopedia leśna. PWN, Warszawa 1991
24. Program komputerowy: Kurs brakarski, CiG Programy Komputerowe s.c., 1991–2001
25. Rozporządzenie Ministra Ochrony Środowiska, Zasobów Naturalnych i Leśnictwa z dnia
24 lutego 1998 r. w sprawie szczegółowych zasad cechowania drewna, wzorów urządzeń
do cechowania i zasad ich stosowania oraz wzoru dokumentu stwierdzającego legalność
pozyskania drewna
26. Rozporządzenie Ministra Ochrony Środowiska, Zasobów Naturalnych i Leśnictwa z dnia
30 lipca 1999r. zmieniające rozporządzenie w sprawie szczegółowych zasad cechowania
drewna, wzorów urządzeń do cechowania i zasad ich stosowania oraz wzoru dokumentu
stwierdzającego legalność pozyskania drewna
27. Wikipedia Wolna encyklopedia – zasoby Internetu (pl.wikipedia.org)
28. Zenkteler M.: Klucz do oznaczania drewna. PWRiL, Warszawa 1957
29. Zestaw norm na surowiec drzewny według klasyfikacji jakościowo-wymiarowej. Dyrekcja
Generalna Lasów Państwowych, Warszawa 1993