Drewno – kilka słów o naturalnym kompozycie

Chyba jednym z ciekawszych materiałów, stosowanych już przez naszych odległych pra-przodków którzy zeszli z drzew setki tysięcy lat temu jest drewno (wiki: PL , ENG). Wykorzystywane przez większość czasu istnienia naszej cywilizacji – i również po dzień dzisiejszy potrafi urzekać pięknem i prostotą. Oczywiście każdy wie,że otrzymuje się je ze ściętych drzew itd. Jak to mówią jednak – diabeł tkwi w szczegółach. A te nie są znane wszystkim – nawet jeśli nie są oni mieszkańcami miast.

Drewno jest rodzajem naturalnego kompozytu składającego się z licznych włókien.Oznacza to w konsekwencji,że jego struktura jest anizotropowa – stosunkowo trudno przeciąć włókno, ale włókna można łatwo rozdzielić – w przypadku przekroju poprzecznego (pieńka), przyłożenie prostopadłej siły nawet bez widocznych pęknięć może załatwić sprawę. :

Wystarczy nawet jeden cios siekiery czy innego narzędzia. Jak jednak widać powyżej – ścięcie takiego drzewa, to zupełnie inna sprawa. Kolejna sprawa to to, że drewno ma w istocie strukturę porowatą – a zatem wchłania wilgoć, jeśli nie jest właściwie zabezpieczone. Zabezpieczenie wyrobów drewnianych przed kornikami czy grzybami (chyba,że zamierzamy dane drewno spalić) jest w dzisiejszych czasach priorytetem. Kolejna sprawa – istnieje wiele rodzajów drewna i każdy rodzaj ma swoje właściwości (różnią się one nie tylko twardością ale i innymi parametrami) i charakterystyczną strukturę. Przykład można zobaczyć poniżej:

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:16_wood_samples.jpg - spolszczone

Właściwości drewna zależą od jego gatunku (oraz w przypadku właściwości mechanicznych od płaszczyzny na której są określane). Zasadniczo gęstość drewna przy wilgotności rzędu 15% jest i tak mniejsza od maksymalnej gęstości wody (1g/cm3) a w przypadku drewna mokrego nie przekracza 1,5 g/cm3. Jednak w przypadku balsy, można mówić o bardzo niskich gęstościach rzędu 40-180 kg/m3 (0,04-0,18 g/cm3 !) Proces suszenia drewna nazywamy sezonowaniem. Samą wilgotność można określić organoleptycznie, lub przy pomocy specjalnych wilgotnościomierzy.

Pod względem właściwości wytrzymałościowych można mówić o następujących zakresach wytrzymałości:

  • ściskanie wzdłuż włókien – 16 MPa – 88 MPa (gatunki liściaste) i 23 – 34 MPa (gatunki iglaste)
  • ściskanie w poprzek włókien od 4,3 – 6,3 MPa (gatunki liściaste) i 8,0 – 13,5 MPa (gatunki iglaste).

Jeśli chodzi o twardość zaś:

  • Drzewa krajowe: ok. 20-89 MPa (najniżej: osika, najwyżej : grab)
  • Drzewa zagraniczne ok. 4-197 MPa (najniżej: balsa, najwyżej: gwajak)

Wartości te jednak mogą się trochę różnić w innych źródłach.Tym niemniej – choć właściwości te są dużo niższe, niż właściwości typowych metali – są one wystarczające w szeregu prostych zastosowań konstrukcyjnych. Drewno jest ponadto zasadniczo izolatorem cieplnym i elektrycznym i jest zasadniczo łatwiejsze w obróbce niż większość materiałów.Nie jest natomiast bezpieczne podejmowanie pracy stolarza. Stosunkowo wielu reprezentantów tej grupy zawodowej traci palce w trakcie wykonywania swojej pracy.Niestety też, drewno jest materiałem łatwopalnym i mogą w nim występować niekiedy takie wady, jak:

  • sęki
  • pęknięcia
  • wady kształtu
  • wady budowy
  • zabarwienia
  • zgnilizny
  • uszkodzenia mechaniczne

Zasadniczo, różne rodzaje drewna dobiera się do różnych zastosowań. Dla przykładu, na meble i niektóre parkiety wybiera się drewna twarde z drzew typu dąb czy grab. Absolutnym numerem jeden jest jednak chyba w tych kwestiach drewno orzecha. Jest ono stosunkowo kosztowne (ceny rzędu 500 zł za m3 należą do stosunkowo niskich – i nie wiem czy wynikają z niewiedzy czy jakości tego drewna) – niektóre okazy orzecha czarnego czy orzecha włoskiego miewają nawet ceny powyżej 10 000 zł za m3. Oczywiście wszystko zależy od jakości surowca,same zaś orzechy włoskie (może ze względu na konieczność usunięcia łupiny) też są stosunkowo drogie  – stąd wycinanie drzewek tego typu nie jest zawsze dobrym interesem. Tym niemniej od XV wieku drzewko orzecha zostało w znacznym stopniu ze względu na piękno wyrobów opartych na drzewo z orzecha stosunkowo przetrzebione i od wielu lat jest stosunkowo drogie.

Kolejnym odbiorcą tarcicy drewnianej jest przemysł celulozowo-papierniczy. W kwestii papieru wikipedia wspomina szczególnie o tarcicy sosnowej. Nie jest to jednak jedyne drzewo jakie można zastosować.Istnieje też, oczywiście wiele rodzajów papieru.

Z przykrością muszę zaznaczyć,że same rodzaje drewna nie były szczegółowo omawiane podczas zajęć inżynierii materiałowej w których uczestniczyłem. Dużo więcej uczą się o drewnie przeciętni uczniowie towaroznawstwa.Tymczasem, pomimo braku wysokich parametrów technologicznych, drewno jest traktowane jako „zacofany materiał” zupełnie niesłusznie i jeszcze przez lata będzie bazą do produkcji licznych wyrobów – zarówno tych produkowanych ze względu na koszty,jak i wyrobów artystycznych. Na szczęście, wydano szereg opracowań z zakresu technologii drewna na których można uzupełniać swoją wiedzę.

PS – dygresja:

Oprócz samego drewna dość istotną kwestią jest użyteczność niektórych drzew w ziołolecznictwie. Kora brzozy zawiera niewielkie ilości kwasu salicylowego jednego ze składników na bazie którego tworzy się aspirynę. Wywary z kwiatów lipy czy pączków sosny również mogą być z powodzeniem stosowane w przypadkach zaziębień.


A dla znudzonych ewentualnie takim tematem informatyków – prasówka z arxiv:

Kryptografia i Bezpieczeństwo:

Sztuczna inteligencja:

Sieci neuronowe i algorytmy genetyczne:

Inżynieria Oprogramowania:

Advertisements

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Log Out / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Log Out / Zmień )

Facebook photo

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Log Out / Zmień )

Google+ photo

Komentujesz korzystając z konta Google+. Log Out / Zmień )

Connecting to %s