Drevo ako nepostrádateľný prírodný materiál
Drevo predstavuje základný a nepostrádateľný materiál v živote človeka. Jeho využitie siaha od stavebníctva, cez baníctvo, drevársky priemysel až po chemický priemysel. Vďaka svojej dostupnosti, trvanlivosti a obnoviteľnosti zostáva jedným z hlavných surovín pre rôzne odvetvia hospodárstva.
Stavba stromu a význam jednotlivých častí pre vývoj dreva
Koruna stromu
- Koruna stromu pozostáva z rozvetvených konárov pokrytých listami alebo ihličím.
- Aj keď koruna nie je priamo využívaná v priemysle, zohráva kľúčovú úlohu pri raste a vývine stromu. V korune prebiehajú procesy fotosyntézy, pri ktorých sa za účasti slnečného žiarenia premieňa oxid uhličitý (CO2) a voda na organické látky nevyhnutné pre výživu rastliny.
Korene stromu
- Korene vykonávajú funkcie nasávania vody a minerálnych látok z pôdy prostredníctvom tenkých koreňových vláskov.
- Hrubšie korene zabezpečujú stabilitu stromu a slúžia ako zásobárne živín.
Kmeň stromu a jeho vnútorná štruktúra
- Kmeň stromu je najčastejšie využívanou časťou dreva. Vedie vodu zo koreňov do koruny a zároveň uchováva zásoby živín.
- Drevo stromov mierneho pásma tvorí koncentrické vrstvy od kôry smerom ku dreňi, pričom každá vrstva predstavuje ročný prírastok. Ročné kruhy sú najvýraznejšie viditeľné na ihličnatých stromoch.
- Dreňové lúče tvoria svetlé, lesklé pásy rozprestierajúce sa radiálne od dreňovej časti ku kôre. Prenášajú výživu smerom radiálne a sú prítomné u všetkých drevín, hoci nie vždy sú na prvý pohľad viditeľné.
- Cievy sú charakteristické pre listnaté dreviny a umožňujú pozdĺžny transport minerálnych látok.
- Živičné kanáliky, typické pre ihličnany ako smrek, borovica alebo limba, obsahujú živicu, ktorá chráni drevo pred hmyzím napadnutím, znižuje jeho navlhnutie a zvyšuje výhrevnosť.
- Kôra je vonkajšia časť kmeňa a pod ňou sa nachádza kambium – veľmi tenká vrstva buniek zodpovedná za rast stromu. Na jar je kambium aktívne a pri odstránení kôry môžeme pozorovať slizovitý povrch, ktorý vzniká z poranených buniek.
Typy poškodenia a chyby v dreve
- Hrčovitosť, vlnitosť a hniloba – tieto defekty negatívne ovplyvňujú kvalitu dreva a znižujú jeho hodnotu.
- Napadnutie hmyzom – hlavne čerstvo ťažené alebo oslabené stromy môžu byť poškodené larvami lykožrúta či červotoča.
- Trhliny – vznikajú často v dôsledku rýchleho schnutia dreva a vedú k mechanickému poškodeniu.
- Hubovité nárasty na kôre – môžu ovplyvniť vizuálnu aj fyzikálnu kvalitu dreva.
Chemické zloženie dreva
Hlavné zložky dreva
- Celulóza (50 %) – poskytuje drevu vysokú chemickú odolnosť a mechanickú pevnosť.
- Hemycelulóza (20–35 %) – prítomná vo väčšom množstve v listnatých stromoch než u ihličnanov.
- Lignín (15–35 %) – zodpovedný za pevnosť dreva, keďže spája celulózové vlákna do pevného celku.
Sprievodné zložky dreva
- Anorganické látky (0,5 %) – minerálne zložky prítomné vo veľmi malom množstve.
- Organické látky (3–10 %) – zahŕňajú sacharidy, fenoly, terpény, alkoholy a bielkoviny, ktoré ovplyvňujú vlastnosti dreva, ako napríklad vôňu, farebnosť či odolnosť.
Fyzikálne vlastnosti dreva
Vlhkosť dreva
Vlhkosť predstavuje množstvo vody obsiahnutej v dreve, vyjadrené v percentách. Čerstvo ťažené drevo obsahuje približne 50 % vody, zatiaľ čo suché drevo v interiéri má vlhkosť 8–10 %. Voda sa pri vysychaní uvoľňuje najskôr z buniek (voľná voda) a neskôr sa odparuje chemicky viazaná voda.
Rýchle sušenie môže viesť k vzniku trhlín, ktorých príčinou je uvoľnenie napätia vo vlákien po odchode vody. Preto je potrebné dbať na správnu technológiu sušenia.
Pohlcovanie vlhkosti a objemové zmeny
Drevo je schopné absorbovať vlhkosť zo svojho okolia, čo vedie k jeho napúčaniu a zväčšovaniu objemu. Tento jav je dôležitý najmä pri navrhovaní drevených konštrukcií, kde je potrebné zohľadniť rozmerové zmeny.
Zvuková vodivosť a pohltivosť
Drevo charakterizuje vysoká rýchlosť šírenia zvuku, ktorá je výrazne vyššia ako vo vzduchu. Zvuk sa šíri najrýchlejšie pozdĺž vlákien, čo je dôležité pri návrhu drevených stavieb, kde môže vplývať na akustické vlastnosti priestorov.
Zároveň drevo pohlcuje časť zvukovej energie, pričom tento jav sa vyjadruje koeficientom zvukovej pohltivosti. Táto vlastnosť je využívaná predovšetkým vo vnútornej akustike budov.
Mechanické vlastnosti dreva
- Pevnosť – schopnosť dreva odolávať mechanickým silám bez poškodenia.
- Tuhosť – ukazuje odolnosť proti deformáciám pod zaťažením.
- Pružnosť – schopnosť dreva vrátiť sa do pôvodného tvaru po odstránení zaťaženia.
- Tvrdosť – charakterizuje odpor dreva voči vniknutiu pevného telesa.
Technologické vlastnosti dreva
- Štiepateľnosť – schopnosť dreva rozštiepiť sa na určitú hrúbku a tiež držať spojovacie prvky.
- Ohybateľnosť – vlastnosť umožňujúca tvarovanie dreva bez jeho poškodenia.
- Odolnosť voči opotrebovaniu – dôležitá pri mechanickom namáhaní v každodennom používaní.
Technologické operácie spracovania dreva
Pílenie
Pílenie predstavuje základnú operáciu drevárskej výroby, ktorá umožňuje získavanie reziva rôznych rozmerov a tvarov. Rezivo rozdeľujeme podľa hrúbky a šírky:
- Doskové rezivo (13–35 mm hrúbka, 70–260 mm šírka)
- Fošne (40–100 mm hrúbka, 70–220 mm šírka)
- Hranoly – štvorcového a obdĺžnikového prierezu
- Drobné rezivo, ako sú laty (30 x 50 mm) a lišty (25 x 40 mm)
Rezivo je zároveň kategorizované do šiestich akostných tried s presne definovanými povolenými nedostatkami, ktoré ovplyvňujú cenu a použitie.
Tvárnenie
Tvárnenie je mechanická úprava dreva, ktorá mení jeho tvar alebo zvyšuje hustotu materiálu tlakom, napríklad lisovaním či ohýbaním. Na lisovanie sa typicky využíva bukové a brezové drevo. Výsledné lisované drevo dosahuje hustotu až 1300 – 1450 kg/m³ a jeho pevnosť je porovnateľná s hliníkom.
Ohýbanie sa robí na napárenom dreve, ktoré sa tvaruje na ohýbačke a následne suší, čím sa tvar stabilizuje. Táto metóda je bežná pri výrobe nábytku, sane, lyží a rôznych strešných konštrukcií.
Lepenie
Lepenie umožňuje spojenie viacerých vrstiev dreva do jedného celku, čím vznikajú tzv. lepené drevené výrobky.
- Preglejárska výroba – zahŕňa výrobu preglejky a latoviek:
- Preglejky sú dosky vzniknuté zlepením niekoľkých vrstiev dyh, pričom smery vlákien susedných vrstiev sú navzájom kolmé, čo zvyšuje pevnosť materiálu. Hrúbky dyhy sa pohybujú od 0,1 do 4 mm, pričom výsledná hrúbka preglejky býva od 0,3 do 12 mm.
- Latovky sú veľkoplošné dosky vyrobené zo zlepených latiek alebo doštičiek hrubých 10–45 mm, ktoré sú uložené vedľa seba.
- Lepené konštrukčné drevo – tvoria ho zlepené vrstvy dosák, používané na nosníky, krokvy a halové konštrukcie.
Výroba aglomerovaných materiálov
Tieto materiály sa vyrábajú z dreveného odpadu, pilín, odrezkov alebo dokonca z jednoročných rastlín, napríklad kukurice. Surovina sa rozdrví, zmieša so spojivami a lisuje za tepla.
Rozlišujeme dva hlavné druhy aglomerovaných materiálov:
Drevovláknité dosky (DVD)
Vyrábajú sa z rozvlákneného dreveného odpadu vznikajúceho pri výrobe dyh na pílach. Používajú sa dve formy:
- Mäkké nelisované dosky – vyrábané zo sušeného koberca majú hrúbky 10, 15 a 20 mm. Vyznačujú sa dobrými tepelnoizolačnými a zvukovými vlastnosťami, sú vhodné na obklady stien a v aranžérstve.
- Tvrdé lisované dosky – vznikajú ďalším lisovaním koberca, majú hrúbky 2,8, 3,3 a 5 mm, pričom jeden povrch je hladký a druhý štiepkovitý, čo umožňuje ich použitie v nábytkárstve a stavebníctve.
