Tvrdost dřeva

Během procházek v přírodě se často zamýšlím nad tím, jak je pro lidi dřevo ve své podstatě důležité a nenahraditelné. V tomto článku se blíže podíváme na dřevo zejména z pohledu jeho klíčové vlastnosti – tvrdosti a poradíme vám, jak vybrat správné nástroje pro jeho opracování.

V současnosti známe více než 61.000 druhů stromů a botanici každoročně objevují nové druhy. Z tohoto obrovského množství u nás roste ani ne 100 druhů. Klimatické podmínky, ve kterých dřeviny žijí, mají vliv na rychlost jejich růstu, buněčnou strukturu a mechanické vlastnosti jejich dřeva.

Jak jsme zmínili v úvodu, jednou z nejdůležitějších vlastností dřeva je tvrdost.

Obr. 1. Dřevo připravené k dalšímu zpracování

Jak se měří tvrdost dřeva

Existuje několik metod pro měření tvrdosti dřeva. Nejpoužívanější je Janka metoda, která je pojmenována po výzkumníkovi Gabrielu Jankovi.

Janka metoda používá ocelovou kuličku o průměru 0,444 palce (11,28mm). Rozměr není zvolen náhodně – při zatlačení do podkladu do poloviny svého průměru vznikne otlak o ploše přesně 1 cm². Takže síla, kterou bylo třeba vynaložit na zatlačení takové kuličky do struktury dřeva je výsledná hodnota tvrdosti a uvádí se v MPa nebo v kg/cm² (1 MPa = 10 kg/cm²). Často se setkáváme s vyjádřením výsledné síly i v librách lbf, zejména v zemích, kde se používají imperiální jednotky.

Využití dřeva

Měkké dřevo se používá obvykle tam, kde postačí méně odolný a lehký materiál: výroba nábytku, stavební účely, výroba hraček a uměleckých předmětů, palivové dříví, výroba papíru. Měkké dřevo má například smrk a borovice.

Tvrdé dřevo je oblíbené pro jeho pevnost, odolnost a estetický vzhled. Proto se využívá především k výrobě nábytku (obr. 2), podlah (obr. 3), schodů, dřevěných konstrukcí a pod. Vzhledem k vyšší výhřevnosti je tvrdé dřevo vhodné také jako palivo. Mezi nejrozšířenější druhy tvrdého dřeva v Evropě patří dub, buk, jasan a ořech.

Obr. 2. Výroba nábytku z tvrdého dřeva

Obr. 3. Výroba dřevěných podlah z tvrdého dřeva

Kromě těchto u nás obecně známých tvrdých dřevin, existují i mnohem tvrdší – exotické dřeviny, rostoucí v suchém podnebí, jako je např. eben, mahagon, jejichž dřevo může být i 3x tvrdší, než náš dub. V Jižní Americe roste strom quebrache, který dřevorubci nazývají „lámačem seker“. Za naprosto nejtvrdší dřevo se považuje dřevo australského stromu buloke, kterému se říká také železný strom a jeho tvrdost dosahuje 3,3 násobku tvrdosti dubu. V testu tvrdosti musíme na ocelovou kuličku působit silou 2,2 tuny, aby se zanořila do poloviny svého průměru.

Podnebí a rychlost růstu

Stejný druh stromu nemusí mít vždy dřevo stejné tvrdosti. Závisí to na podnebí a klimatických podmínkách, ve kterých strom roste. Jako příklad můžeme uvést rozdíl mezi tvrdostí smrku rostoucího na nížinách a ve vysokohorských oblastech. I když jde o tentýž druh, smrk v chladném podnebí roste pomaleji a jeho dřevo je tvrdší. Rychlost růstu stromů a tedy i tvrdost jejich dřeva v neposlední řadě ovlivňuje také úrodnost půdy.

Rozdělení dřeva podle tvrdosti

V minulosti se dřeviny dělily do šesti skupin - velmi měkké, měkké, středně tvrdé, tvrdé, velmi tvrdé a neobyčejně tvrdé. Dnes se však častěji používá rozdělení do tří skupin – měkké, středně tvrdé a tvrdé. Nejtvrdším dřevem u nás je akát (770 kg/cm²) a nejměkčím je borovice (280 kg/cm²).

Pro lepší a detailnější přehled si prohlédněte následující tabulku s rozdělením do šesti skupin:

Tab. 1. Přehled tvrdosti nejznámějších dřevin

Obr. 4. Výběr 9 známých dřevin ze smíšených lesů z celého světa v jednotce tvrdosti kg/cm²

Výběr vhodných nástrojů pro opracování dřeva

Hotový produkt ze dřeva (nebo z kompozitů dřeva), například psací stůl, na kterém právě pracujeme, je výsledkem složitého procesu, který začínal těžbou dřeva v lese. Přesněji - začal vysazením stromu před několika desítkami let. Problematika zpracování dřeva je dnes tak komplexní a tak rychle se vyvíjí, že by k tomu nestačila jedna celá kniha, natož pár řádků v tomto článku. Mezi nejčastější úkony „s dřevěným materiálem“ na stavbách a v truhlářských dílnách patří řezání a vrtání.

Na stavbách se setkáváme zejména s měkkým dřevem, většinou se smrkem. Řezání měkkého dřeva není problematické, zejména při používání akumulátorové okružní pily je však třeba dbát na co nejnižší energetickou náročnost řezu – používejte proto pilové kotouče s co nejtenčími zuby. A když jsme si jisti, že se při řezání nesetkáme s hřebíky ani s ocelovými sponami, pak optimální volbou je HERMAN CW-20 Force. Pro tvrdší dřevo a čistý řez je lepší HERMAN CW-40 Cool. Oba mají průměr 160mm a zuby ATB se stejnou geometrií, rozdíl je pouze v jejich počtu - první z nich má 16 a druhý 40 zubů.

Požadavky na pilové listy při řezání dřeva ocasními pilami na stavbách a přímočarými pilami v truhlářských dílnách jsou zcela odlišné. Akumulátorovou ocasní pilu na stavbách používáme (mimo jiné) pro hrubé řezání stavebního dřeva. Málokdy se jedná o přesné řezy a často jsou v řezaném materiálu i zbytky hřebíků. Pilové listy musí mít odolnou konstrukci, protože se při řezání často namáhají v různých směrech. Pro řezání čistého dřeva je dobrou volbou např. RW-10 Demony z chromvanádové oceli (Cr-V), pro řezání dřeva se zbytky hřebíků je nezbytný bimetalický pilový list (BiM), např. RX-20 Extensa.

Samozřejmě i na stavbách se používá přímočará pila, málokdy se však jedná o řezy s milimetrovou přesností a vysokými nároky na čistotu řezu. Takové nároky má zejména truhlář – od pilového listu očekává v první řadě čistý řez a může si vybrat hned z několika možností. Málokdy musí řešit hřebíky nebo spony ve dřevě, proto pilové listy z Cr-V jsou dobrou volbou. Důležité je, aby byly ostré. Životnost však záleží také na tom, jaké dřevo bude řezat. Truhlář se s tvrdým dřevem setká častěji než stavbař, a proto volba pilového listu z BiM je volbou pro delší životnost.

Při vrtání do dřeva vybíráme vrták zejména podle účelu použití. Vrtáky do dřeva se vyrábějí z různých materiálů, i když nejčastěji z Cr-V. Při častém vrtání do tvrdých materiálů se spíše zatupí – výhodou je, že se většinou dají znovu naostřit. Další možností je vybrat si vrták z materiálu odolnějšího tvrdému dřevu, např. z HSS.

Závěr

Je třeba si uvědomit, že surové dřevo obsahuje více než 50% vody (někdy až 80%) a po jeho vyschnutí může docházet k deformacím (zkroucení, prohnutí, praskliny) nebo k narušení jeho samotné struktury. Suché dřevo je méně náchylné k deformacím a hnilobě a je také vhodnější pro konečné zpracování.

Pro zachování kvality a trvanlivosti dřeva je důležité jeho správné ošetřování. Ochranné nátěrové prostředky, jako je lak, olej nebo vosk, mohou pomoci chránit dřevo před vlhkostí, hnilobou a škůdci.

Tvrdé dřevo je cenným materiálem. Jeho vysoká pevnost a odolnost v kombinaci s estetickými vlastnostmi jej činí oblíbenou volbou pro všestranné využití. Při správné údržbě mohou výrobky z něj sloužit i několik staletí.

Poznámka:
Tvrdost jednotlivých dřevin v textu je uváděna pouze jako orientační, jelikož může existovat několik desítek odrůd stromů jednoho druhu, kde se mohou hodnoty tvrdosti u každého z nich lišit! Např. borovice karibská je 2krát tvrdší než borovice, která roste na Slovensku.

Klíčová slova: tvrdé dřevo, Janka metoda měření tvrdosti, vlastnosti dřeva, využití dřeva, složení tvrdého dřeva, nábytek, podlahy, dřevěné konstrukce, smrk, dub, buk, akát

Zdroje:
Interní technické a školicí materiály společnosti HERMAN
https://cs.m.wikipedia.org/wiki/Tvrdost_dřeva
https://hardwoodfloorsmag.com/2018/01/05/scoop-wood-hardness-part-1-janka/

Norbert Eštvánčik

Po absolvování Školy úžitkového výtvarníctví v oboru fotografie jsem začal pracovat v oblasti počítačové grafiky, později deset let v oblasti webdesignu a programování. Ve naší firmě pracuji v marketingovém oddělení, kde připravuji různé tiskoviny, grafické návrhy, blogy a v neposlední řadě mám na starosti produktové fotografie pro náš internetový obchod. Ve volném čase rád trávím čas s rodinou, chodím do přírody, pracuji na zahradě a hraji na klavír a baskytaru.