Tvrdosť dreva

Počas prechádzok v prírode sa často zamýšľam nad tým, aké je pre ľudí drevo vo svojej podstate dôležité a nenahraditeľné. V tomto článku sa bližšie pozrieme na drevo najmä z pohľadu jeho kľúčovej vlastnosti – tvrdosti a poradíme vám ako vybrať správne nástroje pre jeho opracovanie.

V súčasnosti poznáme viac než 61.000 druhov stromov a botanici každoročne objavujú nové druhy. Z tohto obrovského množstva u nás rastie ani nie 100 druhov. Klimatické podmienky, v ktorých dreviny žijú, majú vplyv na rýchlosť ich rastu, bunkovú štruktúru a mechanické vlastnosti ich dreva.

Ako sme spomenuli v úvode, jednou z najdôležitejších vlastností dreva je tvrdosť.

Obr. 1. Drevo pripravené na ďalšie spracovanie

Ako sa meria tvrdosť dreva

Existuje viacero metód na meranie tvrdosti dreva. Najpoužívanejšou je Janka metóda, ktorá je pomenovaná po výskumníkovi Gabrielovi Jankovi.

Janka metóda používa oceľovú guľôčku s priemerom 0,444 palca (11,28mm). Rozmer nie je zvolený náhodne – pri zatlačení do podkladu do polovice svojho priemeru vznikne otlak s plochou presne 1 cm². Takže sila, ktorú bolo potrebné vynaložiť na zatlačenie takejto guľôčky do štruktúry dreva je výsledná hodnota tvrdosti a uvádza sa v MPa alebo v kg/cm² (1 MPa = 10 kg/cm²). Často sa stretávame s vyjadrením výslednej sily aj v librách lbf, najmä v krajinách kde sa používajú imperiálne jednotky.

Využitie dreva

Mäkké drevo sa používa zvyčajne tam, kde postačí menej odolný a ľahký materiál: výroba nábytku, stavebné účely, výroba hračiek a umeleckých predmetov, palivové drevo, výroba papiera. Mäkké drevo má napríklad smrek a borovica.

Tvrdé drevo je obľúbené pre jeho pevnosť, odolnosť a estetický vzhľad. Preto sa využíva predovšetkým na výrobu nábytku (obr. 2), podláh (obr. 3), schodov, drevených konštrukcií a pod. Vzhľadom na vyššiu výhrevnosť je tvrdé drevo vhodné aj ako palivo. Medzi najrozšírenejšie druhy tvrdého dreva v Európe patria dub, buk, jaseň a orech.

Obr. 2. Výroba nábytku z tvrdého dreva

Obr. 3. Výroba drevených podláh z tvrdého dreva

Okrem týchto u nás všeobecne známych tvrdých drevín, existujú aj oveľa tvrdšie – exotické dreviny, rastúce v suchom podnebí, ako je napr. eben, mahagón, ktorých drevo môže byť aj 3x tvrdšie, ako náš dub. Napríklad v Južnej Amerike rastie strom quebrache, ktorý drevorubači nazývajú „lámačom sekier“. Za úplne najtvrdšie drevo sa považuje drevo austrálskeho stromu buloke, ktorému sa hovorí aj železný strom a jeho tvrdosť dosahuje 3,3-násobku tvrdosti dubu. V teste tvrdosti musíme na oceľovú guľôčku pôsobiť silou 2,2 tony, aby sa zanorila do polovice svojho priemeru.

Podnebie a rýchlosť rastu

Ten istý druh stromu nemusí mať vždy drevo rovnakej tvrdosti. Závisí to od podnebia a klimatických podmienok, v ktorých strom rastie. Ako príklad môžeme uviesť rozdiel medzi tvrdosťou smreka rastúceho na nížinách a vo vysokohorských oblastiach. Aj keď ide o ten istý druh, smrek v chladnom podnebí rastie pomalšie a jeho drevo je tvrdšie. Na rýchlosť rastu stromov a teda aj tvrdosť ich dreva v neposlednom rade vplýva aj úrodnosť pôdy.

Rozdelenie dreva podľa tvrdosti

V minulosti sa dreviny delili do šiestich skupín - veľmi mäkké, mäkké, stredne tvrdé, tvrdé, veľmi tvrdé a neobyčajne tvrdé. Dnes sa však častejšie používa rozdelenie do troch skupín - mäkké, stredne tvrdé a tvrdé. Najtvrdším drevom u nás je agát (770 kg/cm²) a najmäkším je borovica (280 kg/cm²).

Pre lepší a detailnejší prehľad si pozrime nasledujúcu tabuľku s rozdelením do šiestich skupín:

Tab. 1. Prehľad tvrdosti najznámejších drevín

Obr. 4. Výber 9 známych drevín zo zmiešaných lesov z celého sveta v jednotke tvrdosti kg/cm²

Výber vhodných nástrojov na opracovanie dreva

Hotový produkt z dreva (alebo z kompozitov dreva), napríklad písací stôl, na ktorom práve pracujeme, je výsledkom zložitého procesu, ktorý začínal ťažbou dreva v lese. Presnejšie - začal vysadením stromu pred niekoľkými desiatkami rokov. Problematika spracovania dreva je dnes tak komplexná a tak rýchlo sa vyvíja, že by na to nestačila jedna celá kniha, nie to ešte pár riadkov v tomto článku. Medzi najčastejšie úkony „s dreveným materiálom“ na stavbách a v stolárskych dielňach patrí pílenie a vŕtanie.

Na stavbách sa stretávame najmä s mäkkým drevom, zväčša so smrekom. Pílenie mäkkého dreva nie je problematické, najmä pri používaní akumulátorovej okružnej píly je však potrebné dbať na čo najnižšiu energetickú náročnosť rezu – používajte preto pílové kotúče s čo najtenšími zubami. A keď sme si istí, že sa pri rezaní nestretneme s klincami ani s oceľovými sponami, potom optimálnou voľbou je HERMAN CW-20 Force. Pre tvrdšie drevo a čistý rez je lepší HERMAN CW-40 Cool. Oba majú priemer 160mm a zuby ATB s rovnakou geometriou, rozdiel je iba v ich počte – prvý z nich má 16 a druhý 40 zubov.

Požiadavky na pílové listy pri pílení dreva chvostovými pílami na stavbách a priamočiarymi pílami v stolárskych dielňach sú celkom odlišné. Akumulátorovú chvostovú pílu na stavbách používame (okrem iného) pre hrubé pílenie stavebného dreva. Málokedy sa jedná o presné rezy a často sú v rezanom materiáli aj zvyšky klincov. Pílové listy musia mať odolnú konštrukciu, pretože sa pri pílení často namáhajú v rôznych smeroch. Pre pílenie čistého dreva je dobrou voľbou napr. RW-10 Demony z chrómvanádovej ocele (Cr-V), pre pílenie dreva so zvyškami klincov je nevyhnutný bimetalický pílový list (BiM), napr. RX-20 Extensa.

Samozrejme, aj na stavbách sa používa priamočiara píla, málokedy však ide o rezy s milimetrovou presnosťou a vysokými nárokmi na čistotu rezu. Takéto nároky má najmä stolár – od pílového listu očakáva v prvom rade čistý rez a môže si vybrať hneď z niekoľkých možností. Málokedy musí riešiť klince alebo spony v dreve, preto pílové listy z Cr-V sú dobrou voľbou. Dôležité je, aby boli ostré. Životnosť však záleží aj od toho, aké drevo bude píliť. Stolár sa s tvrdým drevom stretne častejšie ako stavbár, a preto voľba pílového listu z BiM je voľbou pre dlhšiu životnosť.

Pri vŕtaní do dreva vyberáme vrták najmä podľa účelu použitia. Vrtáky do dreva sa vyrábajú z rôznych materiálov, aj keď najčastejšie z Cr-V. Pri častom vŕtaní do tvrdých materiálov sa skôr zatupia – výhodou je, že sa väčšinou dajú znova naostriť. Ďalšou možnosťou je vybrať si vrták z materiálu odolnejšieho tvrdému drevu, napr. z HSS.

Záver

Treba si uvedomiť, že surové drevo obsahuje viac než 50% vody (niekedy až 80%) a po jeho vyschnutí môže dochádzať k deformáciám (skrútenie, prehnutie, praskliny) alebo k narušeniu jeho samotnej štruktúry. Suché drevo je menej náchylné na deformácie a hnilobu a je tiež vhodnejšie pre konečné spracovanie.

Pre zachovanie kvality a trvanlivosti dreva je dôležité jeho správne ošetrovanie. Ochranné náterové prostriedky, ako je lak, olej alebo vosk, môžu pomôcť chrániť drevo pred vlhkosťou, hnilobou a škodcami.

Tvrdé drevo je cenným materiálom. Jeho vysoká pevnosť a odolnosť v kombinácii s estetickými vlastnosťami ho robia obľúbenou voľbou pre všestranné využitie. Pri správnej údržbe môžu výrobky z neho slúžiť aj niekoľko storočí.

Poznámka:
Tvrdosť jednotlivých drevín v texte je uvádzaná len ako orientačná, nakoľko môže existovať niekoľko desiatok odrôd stromov jedného druhu, kde sa môžu hodnoty tvrdosti pri každom z nich líšiť! Napr. Borovica karibská je 2-krát tvrdšia ako Borovica ktorá rastie na Slovensku.

Kľúčové slová: tvrdé drevo, Janka metóda merania tvrdosti, vlastnosti dreva, využitie dreva, zloženie tvrdého dreva, nábytok, podlahy, drevené konštrukcie, smrek, dub, buk, agát

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

Norbert Eštvánčik

Po ukončení Školy úžitkového výtvarníctva v odbore fotograf som sa začal venovať počítačovej grafike, neskôr webdizajnu a programovaniu v trvaní desať rokov. V našej firme pracujem na marketingovom oddelení, kde pripravujem rôzne tlačoviny, grafické návrhy, blogy a v neposlednom rade mám na starosti fotografovanie produktov pre náš internetový obchod. Vo voľnom čase sa venujem rodine, prechádzkam v prírode, práci na záhrade a hre na klavír a basgitaru.