Twardość drewna

Twardość drewna – obok gęstości jedna z cech charakteryzująca materiał jakim jest drewno.

Określanie twardości drewna w porównaniu z innymi materiałami jest trudne, ponieważ niejednorodna jest struktura drewna (drewno wczesne, drewno późne). Na wyniki pomiaru ma także wpływ wilgotność drewna, a także rodzaj przekroju na którym dokonywany jest pomiar.

Twardość poszczególnych gatunków porównywać możemy tylko w oparciu o wyniki otrzymane przy zastosowaniu tej samej metody pomiaru.

Na początku XX w. rozpoczęto próby nad określeniem metody pomiaru, która dawałaby porównywalne i powtarzalne wyniki. Pierwszym był Bugsen, którego metoda pomiaru polegała na wbijaniu w drewno igły o określonej średnicy na stałą głębokość 2 mm. Siła potrzebna do tego była wartością określającą twardość drewna. Jednak ten rodzaj pomiaru dawał dość nierówne wyniki ze względu na niejednorodność drewna wczesnego i późnego.

Metodę tę zastąpiono metodą Janki, która polega na wciskaniu kulki stalowej o określonej średnicy (11,284 mm) w próbkę drewna. Badanie wykonuje się na specjalnej maszynie i trwa ok. 2 minut. Szybkość obciążania powinna wynosić 320 - 480 kG/min. Wynik wyrażony jest w kG/cm² lub MPa. Dokonuje się co najmniej 4 wciski na każdym przekroju, więc jest możliwość uśrednienia pomiarów. Metoda ta też nie jest idealna, ale jest obecnie najbardziej rozpowszechniona.

Nowszą metodą, która sprawdza się lepiej np. w przypadku drewna iglastego, które ma niejednorodną strukturę jest metoda Brinella. Polega ona, podobnie jak w metodzie Janki, na wciskaniu kulki o średnicy 10 mm w próbkę drewna, jednak mierzy się nie siłę potrzebną do wciskania kulki, bo ta jest stała, a średnicę odciśniętego wgniecenia. Siłę potrzebną do wciśnięcia kulki różnicuje się w zależności od gęstości drewna. Np. dla drewna o małej gęstości stosuje się siłę 10 kG, dla bardzo zwartych 100 kG. Czas badania trwa ok. 1 minuty.

Jeszcze jedną z metod, a właściwie próbą połączenia dwóch poprzednich jest metoda Krippela. Kulka o średnicy 31,831 mm wciskana jest w drewno na głębokość 2 mm. Twardość oblicza się według wzoru.

Klasy twardości drewna według Janki

Klasa	Twardość	Zakres kG/cm2	Zakres MPa	Przykładowe gatunki
I	drewno bardzo miękkie	poniżej 350	poniżej 34,3	balsa, osika, topola, wierzba, świerk, jodła, limba
II	drewno miękkie	350-500	34,3-49,0	lipa, sosna, jodła, kasztanowiec
III	drewno średnio twarde	500-650	49-63,7	sosna czarna, wiąz, orzech, brzoza, modrzew
IV	drewno twarde	650-1000	63,7-98,1	dąb szypułkowy, buk, jesion, jatoba, teak, majau
V	drewno bardzo twarde	1000-1500	98,1-147,1	grab, grochodrzew (robinia), palisander, cis
VI	drewno niewiarygodnie twarde	powyżej 1500	powyżej 147,1	quebracho, heban, kokos, gwajak