Fyzikální vlastnosti dřeva

Fyzikální vlastnosti jsou ty, které pozorujeme bez narušení che­mického složení a celistvosti materiálu. Mají značný praktický význam. Jsou to vlastnosti určující:

  • vnější vzhled dřeva,
  • vztah dřeva k vodě,
  • hmotnost dřeva,
  • vztah d5eva k teplu,
  • vztah dřeva ke zvuku,
  • vztah dřeva k elektřině.

Vnější vzhled dřeva

Pro vnější vzhled dřeva, který lze určit lidskými smysly, je cha­rakteristická barva, lesk, textura a vůně.

Barva dřeva se pohybuje od bílé (osika, jedle) po černou (eben), přes všechny barvy a odstíny spektra. Dřevo zbarvují látky uložené v buněčných dutinách nebo obsažené v buněčných blánách, barviva, třísloviny a pryskyřice. Barva závisí především na druhu dřeviny a na podnebí. Dřeviny mírného pásma jsou obvykle bledé, tropické dřeviny mají naopak jasné barvy. Dřevo mnohých dřevin na vzduchu a na světle tmavne, zejména růžové dřevo olše získává velmi brzo po pokácení žlutočervené zbarvení následkem oxidace tříslovin. Změny barvy pozorujeme rovněž při napadení dřeva houbami (modrání, červenání, žloutnutí). Barevnost dřeva je důležitá v praxi, např. při výrobě nábytku, hudebních nástrojů a obkladu stěn.

Lesk dřeva pozorujeme u některých dřevin, nejvýrazněji na radiálním řezu. Vytvářejí jej dřeňové paprsky, které na radiálním řezu zabírají velkou plochu. Přirozený lesk mají javor, platan, dub, buk, jilm a akát. Z cizokrajných dřevin má výrazný lesk mahagonové dřevo.

Textura (kresba) dřeva závisí na anatomické stavbě dřeva. Dřevo jehličnanů, které má jednoduchou stavbu, má i jednotvárnou texturu, list­naté dřevo, které má složitější stavbu, má texturu rozmanitou. Kresba dře­va závisí na směru řezu, na šířce letokruhů, na rozdílu ve zbarvení letního a jarního dřeva, na dřeňových paprscích a na směru vláken. Nejvýraznější textura se získává tangenciálním řezem. Z jehličnatých dře­vin mají pěknou texturu modřín, borovice a tis, z listnatých dřevin dřeviny kruhovitě-pórovité s výraznými dřeňovými paprsky; jsou to dub, jilm horský a polní i jiné. Textura spolu s barvou určují dekorativní hodnotu dřeva.

Vůně dřeva závisí na přítomnosti éterických olejů, pryskyřic a tříslovin. Nejpronikavější vůni má čerstvě pokácené dřevo, vysycháním dřeva vůně slábne. Jehličnaté dřeviny voní po pryskyřici, listnaté po tříslovinách. Podle pachu poznáme i hnilobu dřeva. V praxi má vůně dřeva význam při jeho použití na obaly potravin.

Vztah dřeva k vodě

Do této oblasti patří vlhkost, vodivost, navlhavost, nasákavost, sesychání, bobtnání a propustnost pro vodu.

Vlhkost dřeva je množství vody obsažené ve dřevu; vyjadřuje se v procentech hmotnosti dřeva. V živém stromu je voda nevyhnutelnou podmínkou existence rostlinného organismu. V pokáceném dřevu je nežá­doucí, neboť způsobuje nepříznivé jevy (kroucení, trhliny).

Voda, která vyplňuje buněčné dutiny, kapiláry (vlásečnice) cév a mezibuněčné prostory, se nazývá kapilární neboli volná. Voda uložená v buněčných blánách a obsažená v mezimicelárních prostorech je voda hygroskopická neboli vázaná. Dřeviny obsahují průměrně asi 30 % vázané vody. Největší množství volné vody závisí na druhu dřeviny. Obsahuje-li dřevo jen vá­zanou vodu, jde o tzv. bod nasycení vláken.


Podle množství vody obsažené ve dřevu rozeznáváme tyto stupně vlhkosti dřeva:

  • mokré, tj. dřevo ležící dlouhou dobu ve vodě (více než 100%),
  • čerstvě pokácené (50 až 100 %),
  • vysušené na vzduchu, tj. dřevo uložené dlouhou dobu na vzduchu (15 až 20%),
  • vysušené při pokojové teplotě (8 až 10 %),
  • absolutně suché (0 %).

Kromě toho rozlišujeme ještě tzv. technickou vlhkost, tj. vlhkost dřeva v době, kdy se zpracovává (kdy je ve výrobě). Vlhkost bělového dřeva jehličnanů je větší než vlhkost jádrového nebo celého dřeva. U jádrových listnáčů (jasan, dub, jilm) i bezjádrových listnáčů (bříza, osika, lípa) je vlhkost rozložena rovnoměrně v celém průřezu kmene.

Dřevo pokáceného stromu ztrácí postupně vodu. Nejprve se odpařuje volná voda, teprve potom voda vázaná. Dřevo přestane vysychat tehdy, až se vlhkost ve dřevu rovnoměrně rozloží a až bude odpovídat teplotě a vlhkosti okolního vzduchu. Tento stav se nazývá rovnovážný a vlhkost stavem vlhkostní rovnováhy. Při odpařování vázané vody zmenšuje dřevo své rozměry — sesychá. Letní dřevo sesychá více než dřevo jarní. Sesycháním se objem dřeva zmenšuje asi o 12 %. V různých směrech je procento sesychání rozdílné.

Navlhavost je schopnost dřeva pohlcovat vodní páru z okolního vzduchu. Bobtnáni je opačný jev než sesychání. Při bobtnání se rozměry dřeva zvětšují pohlcováním vázané vody, která se ukládá v buněčných blánách.

Nasákavost je schopnost dřeva nasávat vodu v kapalném stavu díky své pórovité stavbě. Největší množství vody, které může dřevo obsahovat, se rovná maximálnímu množství volné a vázané vody.

Propustnost dřeva pro vodu závisí na dřevině, na poloze ve kmeni i na směru vláken. Propustnost vody v podélném směru (ve směru vláken) je několikasetnásobně větší než ve směru radiálním či tangenciálním. Bělové dřevo je propustnější než dřevo jádrové, které má cévy uzavřeny tylami. Propustnost dřeva pro vodu má velký význam při výrobě sudů, vodovod­ních potrubí a lodí.

Hmotnost dřeva

Hmotnost je jednak objemová, jednak měrná (hustota). Objemová hmotnost dřeva je hmotnost 1 m3 dřeva při stanovené vlhkosti. Objemová hmotnost má pro praxi velký význam, protože udává hmotnost dřeva a je ukazatelem jakosti dřeva.

Objemová hmotnost a sesychání dřeva

Vlhkost

Objemová hmotnost (kg/nr3)

Sesychání

Dřevina

dřeva (%)

při vlhkosti

absolutně suché

podélné

radiální

tangenciální

objemové

dřevo

borovice

85

800

490

0,4

4

7,7

12,1

jedle

140

880

410

0,1

3,8

7,6

11,5

modřín

80

860

550

0,3

3,3

7,8

11,4

smrk

95

800

430

0,3

3,6

7,8

11,9

bříza

87

960

610

0,6

5,3

7,8

13,7

buk

80

1 040

680

0,3

6,8

11,8

17,9

dub

90

1 030

650

0,4

4

7,8

12,2

habr

55

1 020

790

0,5

6,8

11,5

18,8

jasan

62

900

650

0,2

5

8

13,2

javor

80

910

590

0,5

3

8

11,5

lípa

75

800

490

0,3

5,5

9,1

14,9

akát

50

980

730

0,1

4,4

6,9

11,4

topol

140

900

410

0,3

5,2

8,3

13,8


Hustota dřevní hmoty je hmotnost buněčných blan bez vody, vyluhovatelných látek a vzduchu. Je větší než jedna (rovná se 1,54 gem"3). Protože různé druhy dřeva mají stejné chemické složení, nezávisí hustota na druhu dřeviny.

Vztah dřeva k teplu

Dřevo není dobrým vodičem tepla. Vodivost závisí na hustotě dřeva, na obsahu vody a na teplotě. Se zvyšováním vlhkosti a tepla se tepelná vodivost dřeva zvětšuje. Vyjadřuje se koeficientem tepelné vodivosti, což je množství tepla, které projde 1 m2 dřeva za hodinu k opačnému povrchu ve vzdálenosti 1 m při teplotním rozdílu 1°C.

Ve směru vláken je tepelná vodivost větší než napříč vláken. Pro svou špatnou tepelnou vodivost je dřevo vhodné jako izolační materiál. Používá se ve formě dřevěných obkladů, podlah, stropů i při stavbě rodinných domků a chat.

Vztah dřeva ke zvuku

Vztah dřeva ke zvuku je dán zvukovou vodivostí. Zvuková vodivost je rychlost šíření zvuku ve dřevu. Závisí na druhu dřeviny a na směru vláken (tab. 17). Dřevo je pro zvuk vodivější než vzduch. Rych­lost zvuku ve směru vláken, v radiálním a tengenciálním směru je v poměru 4 : 1,4 : 1. Dobré vodivosti dřeva pro zvuk se využívá při stavbě dřevěných bloků.

Velký význam má i rezonanční schopnost dřeva, tj. schopnost zesilovat zvuk bez zkreslení tónu. Uplatňuje se při výrobě hudebních nástrojů. Nejvhodnější dřevinou pro výrobu dřevěných desek je smrk se šířkou ročních letokruhů 1 až 4 mm.

Vztah dřeva k elektřině

Elektrická vodivost dřeva je dána specifickým odporem dřeva. Závisí na druhu dřeviny, na vlhkosti, na teplotě a na směru, v jakém dřevem prochází. Odpor dřeva v podélném směru je pětkrát až dvacetkrát menší než odpor ve směru příč­ném. Vodivost dřeva se zvětšuje s obsahem vody (voda je dobrý elektrický vodič). Suché dřevo elektrický proud nevede. Se zvyšováním teploty se odpor dřeva zvětšuje. Dřevo se pro svou nevodivost používá v elektro­technice jako izolační materiál na pouzdra, skříňky a na sloupy elektrického vedení.