twardość drewna

Twardość to właściwość, która dzieli gatunki drewna na twarde i miękkie. Mówi nam, jak łatwo jest pracować z danym gatunkiem, jak odporny jest na wgniecenia i zużycie, jak zachowuje się podczas szlifowania, frezowania lub gdy gwoździe i śruby wbijają się w niego. Najbardziej znaną metodą określania twardości drewna jest test Janki. Twardość Janki, podobnie jak gęstośćsą wartościami względnymi, określanymi w określonych warunkach. Drewno nie jest materiałem jednorodnym, a na jego właściwości wpływa struktura, sposób cięcia, kierunek włókien, zawartość wody itp. Nawet względna twardość Janka pomaga nam wybrać odpowiednie drewno, tak aby jak najlepiej wytrzymywało naprężenia. Jest to najważniejsza właściwość przy wyborze drewna na podłogę.

Twardość Janki

Test Janka określa odporność drewna na drukowanie i zużycie

Test Janki został stworzony w 1906 roku przez urodzonego w Austrii amerykańskiego badacza Gabriela Jankę. W rzeczywistości jest to adaptacja dla drewna testu twardości metali opracowanego w 1900 roku przez szwedzkiego inżyniera Johana Augusta Brinella. Test Brinella polega na dociskaniu metalowej kulki z określoną siłą do powierzchni metalowej próbki. Po ustaniu siły mierzony jest ślad pozostawiony przez kulkę na powierzchni. Twardość materiału została obliczona na podstawie średnicy wgłębienia, przyłożonej siły i czasu przyłożenia siły.

Gabriel Janka opracował specjalny test dla drewna z mniejszą liczbą zmiennych. Użył metalowej kulki o średnicy 11,28 mm, która została wepchnięta do połowy w drewno (połowa kulki). Średnica kulki została dobrana tak, aby wgłębienie pozostawione w drewnie po penetracji do połowy było okręgiem o powierzchni 1 cm² (100 mm²). Eliminuje to wgłębienie kulki jako zmienną, która jest taka sama niezależnie od gatunku. Twardość drewna jest określana przez siłę wymaganą do wciśnięcia kulek w drewno.

W 1927 r. metoda ta została znormalizowana w USA i stała się główną metodą określania twardości drewna (ASTM D1037). W międzyczasie metoda ta została przyjęta na całym świecie, z zastrzeżeniem, że jednostka miary, w której jest wyrażana, różni się w zależności od kontynentu, co często prowadzi do nieporozumień. W USA twardość Janki wyrażana jest w funtach-siłach (lbf), w Europie w kilogramach-siłach (kgf), w Australii i Nowej Zelandii w niutonach (N) lub kilo niutonach (kN). Następujące odpowiedniki są używane do konwersji: 1 kg=2,2 lb i 1 kgf=9,81 N.

Czasami twardość jest również wyrażana w kategoriach twardości powierzchniowej (kgf/cm², lbf/cm²). Wynika to z faktu, że twardość była pierwotnie wyrażana jako nacisk wywierany na próbkę drewna i stosowano jednostki miary nacisku. Wraz ze standaryzacją, wyrażenie zostało zmienione z nacisku na siłę przyłożoną do wbicia kulki w drewno, a jednostkami miary były jednostki siły.

Twardość Janki

Skala twardości Janka dzieli drewno na miękkie, średnie i twarde

Przeprowadzając test na podobnych próbkach, określono względną twardość gatunków. Próbki były jednakowej wielkości, prostoziarniste i bez sęków, pobrane z twardzieli, a siła została przyłożona prostopadle do włókien. Wilgotność próbek drewna wynosiła 12%. Testy przeprowadzone w kontrolowanych warunkach zapewniają wymierne pomiary, które pozwalają na dokładne porównanie twardości drewna w zależności od gatunku, a nawet obszaru uprawy. Wyniki badań zaowocowały listami twardości Janka dla gatunków drewna z całego świata.

Zgodnie z tą klasyfikacją, najbardziej miękkim drewnem jest balsa, o względnej twardości 220 kgf, a najtwardszym jest australijski buloke, specyficzny i rzadki dąb o twardości 11 200 kgf. Dość bogatą listę gatunków drewna i twardości wyrażonych w lbf i N można znaleźć na stronie tutaj.

Skala Janka służy do klasyfikacji gatunków drewna według twardości. Im wyższa liczba, tym twardszy gatunek. Poniżej znajduje się dość względna klasyfikacja i kilka przykładów rodzimego drewna:

miękkie i bardzo miękkie drewno - poniżej 250 kgf (topola, lipa), brad, molid)
średnie drewno iglaste - od 250 do 500 kgf (wierzba, arintei, ulmsosna czarna, wielkość)
średnio twarde drewno - między 500 a 650 kgf (dąb, gorun, wiśnia, jądro)
twarde drewno - między 650 a 1000 kgf (pedał, frasin, śliwka, jabłko, włosy, karpen, sorbcis)
bardzo twarde drewno - ponad 1000 kgf (akacja)

Twardość drewna zmniejsza się wraz ze wzrostem wilgotności. Im bardziej wilgotne jest drewno, tym mniej odporne jest na drukowanie i zużycie. Na twardość wpływają również wady wzrostu, gęstość, kierunek włókien, sposób cięcia. Test Janki można określić na próbkach ciętych wzdłuż włókien lub na końcach włókien. Ogólnie rzecz biorąc, twardość jest wyższa na końcach włókien. W przypadku cięcia wzdłuż włókien, oznaczenia mogą być wykonywane przy cięciu promieniowym lub stycznym, ale różnica między nimi jest nieznaczna.

Twardość Janki

Test Janki, szybki sposób oceny i porównania twardości drewna używanego do produkcji podłóg.

Twardość drewna Janka jest bardzo przydatna, ponieważ pomaga wybrać odpowiedni gatunek do trudnych zastosowań lub obróbki. Im wyższa twardość drewna, tym bardziej będzie ono odporne na uderzenia, wgniecenia i zużycie. W bardzo twardym drewnie gwoździe i śruby są trudniejsze do wbicia, ale także bardzo trudno je wyciągnąć. Twarde drewno może być również trudne do szlifowania i obróbki. Stolarz może powiedzieć, jak trudno jest pracować akacja. Jest tak twardy, że może złamać narzędzia.

Jednym z obszarów, w których wiedza na temat twardości drewna jest bardzo przydatna, są podłogi. Obcasy butów, ciężkie meble, duże natężenie ruchu - to wszystko testy, które musi wytrzymać dobra podłoga. Im twardsze drewno, tym wytrzymalsza będzie podłoga. Podłogi lub stopnie schodów z buku lub jesionu będą znacznie wytrzymalsze niż z dębu, orzecha czy jodły.

Stolarze często sprawdzają twardość drewna paznokciem. Jeśli uda im się je zarysować, nie nadaje się ono na podłogę lub blat.

Mam nadzieję, że informacje okażą się przydatne. Jak zawsze, dodatkowe informacje są mile widziane. A jeśli masz jakieś pytania lub wątpliwości, zostaw je poniżej w przeznaczonym do tego miejscu. Na pewno na nie odpowiem.