gęstość drewna
Gęstość drewna — Gęstość drewna, gęstość pozorna drewna – to stosunek masy do objętości drewna wyrażony w g/cm3 lub kg/m3.
Odrębnym pojęciem jest gęstość substancji drzewnej to jest błon komórkowych po wyeliminowaniu wody i przestrzeni wodnych. Wynosi ona około 1,54 g/cm3, a dla uproszczenia przyjmuje się 1,50 g/cm3.
Gęstością pozorna (p):
p = m/v = p(1 – p)
gdzie:
- m – masa próbki
- v – całkowita objętość próbki
Gęstość drewna zależy od wielu czynników jak gatunek i budowa drewna, wilgotność, miejsce na przekroju i długości strzały, warunków siedliskowych i wzrostu drzewa.
Najbardziej istotny wpływ na gęstość drewna ma wilgotność drewna, w związku z czym wyróżnia się:
- gęstość drewna suchego o wilgotności 0%, mająca między innymi zastosowanie w praktyce jako wskaźnik używany do pomiaru drewna stosowego, tzw. metoda ATRO;
- gęstość drewna w stanie powietrznosuchym, w Polsce przyjmuje się wilgotność 15%;
- gęstość drewna bezpośrednio po ścięciu, a więc drewna o największej zawartości wody.
Gęstość drewna absolutnie suchego jest najbardziej wiarygodną wielkością przy porównywaniu właściwości poszczególnych gatunków, dającą niezmienny, pozbawiony wpływu wilgotności poziom odniesienia. W praktyce leśnej konieczna jest znajomość gęstości poszczególnych gatunków w stanie bezpośrednio po ścince, głównie ze względu na zagadnienia załadowczo transportowe. Najwyższą gęstość wykazuje drewno w części odziomkowej, w miarę posuwania się ku wierzchołkowi obniża się (większy udział drewna bielastego), a następnie wzrasta z uwagi na większą ilość zdrowych sęków o wyższej gęstości występujących u nasady korony.
W drzewach o normalnej słoistości gęstość rośnie w miarę posuwania się od rdzenia ku obwodowi, gdyż na obwodzie rozmieszczone są słoje o najmniejszej szerokości. W praktyce rozpowszechnione jest stwierdzenie że słoistość jest uważana za wskaźnik gęstości.
W przypadku drzew iglastych, o większej gęstości uważane jest drewno wąskosłoiste, w drzewach liściastych drewno szerokosłoiste.
Klasyfikacja drewna na podstawie gęstości w stanie powietrznosuchym wg F. Krzysika przedstawia się następująco:
• drewno bardzo ciężkie, o gęstości ponad 800kg/m3: grab, cis, bukszpan• drewno ciężkie o gęstości 710-800 kg/m3: grochodrzew, buk, dąb, jesion, orzech, grusza• drewno umiarkowanie ciężkie o gęstości 610-700 kg/m3: brzoza, klon, jawor, jabłoń, modrzew, wiąz• drewno umiarkowanie lekkie o gęstości 510-600 kg/m3: jałowiec, kasztanowiec• drewno lekkie o gęstości 410-500 kg/m3: sosna, świerk, jodła, olcha, lipa• drewno bardzo lekkie o gęstości poniżej 400 kg/m3: topola, wejmutka.
Dość odmiennie przedstawia się klasyfikacja poszczególnych gatunków według gęstości w stanie świeżo ściętym:
• drewno o gęstości 1000 kg/m3 i powyżej: cis, jodła, dąb, grab, wierzba• drewno o gęstości 900-1000 kg/m3: daglezja, jesion, wiąz, brzoza, buk, orzech;
• drewno o gęstości 800-900 kg/m3: grochodrzew, klon, topola;
• drewno o gęstości 700-800 kg/m3: modrzew, sosna, świerk, lipa.
Gęstość względna (umowna) jest to stosunek masy drewna w stanie absolutnie suchym do objętości drewna o wilgotności powyżej punktu nasycenia włókien.
Zależność ta mająca zastosowanie przy pomiarze drewna stosowego metodą ATRO, jest wskaźnikiem obliczania wydajności materiałowej w przemyśle celulozowo-papierniczym, gdzie decydujące znaczenie ma nie objętość drewna lecz ilość suchego drewna znajdująca się w jednostce objętości.
Zależność wytrzymałości na ściskanie i zginanie od gęstości objętościowej ma charakter prostoliniowy. Im większa jest gęstość pozorna drewna (przy tej samej wilgotności), tym większa jego wytrzymałość. Przy zmianie gęstości objętościowej z 600 do 400 kg/m3 wytrzymałość przy ściskaniu i zginaniu zmniejsza się więcej niż 1,5 razy.
Zależność tę można wykorzystać w różnorodnych pracach badawczych, np. w analizie zabytkowego elementu drewnianego (np. starego kościoła drewnianego).
Interesująca jest zależność między gęstością pozorna drewna a właściwościami akustycznymi drewna, że drewno o niskiej gęstości, a więc wysokiej porowatości, wykazujące małą impedancję charakterystyczną, może być dobrym absorberem dźwięku. Lepsze właściwości pochłaniania dźwięku wykazują gatunki drewna o niskim oporze przepływu powietrza, który wzrasta potęgowo wraz ze wzrostem jego gęstości. Zauważa się istotny wzrost współczynnika absorpcji dźwięku wraz ze wzrostem gęstości drewna dla częstotliwości 1, 2 i 4 kHz.
Gęstość drewna jest jego ważną właściwością przy wyrobie instrumentów muzycznych.
Większą wartość opałową mają gatunki drzew liściastych o dużej gęstości takie jak grab, buk, dąb, brzoza niż gatunki drzew iglastych małej gęstości.
Aspekty prawne
Rozporządzenie Ministra Środowiska oraz Ministra Gospodarki z dnia 2 maja 2012 r. w sprawie określenia gęstości drewna (Dz.U. 2012 poz. 536). Rozporządzenie określa gęstość drewna dla gatunków drewna mającego zastosowanie w przemyśle i budownictwie, przewożonego środkami transportu drogowego, wyrażoną w kg/m3.
