Jak praská dřevo?

Vysychání dřeva probíhá tak, že v oblastech přiléhajících k povrchům sortimentu je vlhkost výrazně nižší než ve vnitřních prostorách. To je hlavní důvod vzniku vnitřního stresu. Vnitřní napětí vznikají bez účasti vnějších zatížení v důsledku pouze nehomogenních změn objemu a jsou v rámci daného tělesa vyrovnávána. Celková vnitřní pnutí ve dřevě je vhodné uvažovat jako kombinaci dvou složek – vlhkosti a zbytkových pnutí. Vlhkostní napětí jsou způsobena nerovnoměrným smrštěním materiálu, které je zase způsobeno nerovnoměrným rozložením hygroskopické vlhkosti v něm. Tato složka celkového napětí vzniká omezením volného smrštění a zaniká při vyrovnání vlhkosti, kdy každá sekce sortimentu má možnost přijmout objem odpovídající její vlhkosti.

Zbytková napětí jsou způsobena výskytem heterogenních zbytkových deformací ve dřevě. Na rozdíl od vlhkostních nezmizí při vyrovnání vlhkosti v desce a jsou pozorovány jak při sušení, tak po jeho úplném dokončení. Značky vlhkosti a zbytkových napětí jsou opačné a výsledná celková napětí jsou algebraickým součtem. V první periodě sušení jsou vlhkostní napětí větší než zbytková a celková napětí se znaménkem větší složky se projevují jako tahová napětí na povrchu sortimentu a jako tlaková napětí uvnitř. Ve druhé periodě zbytková napětí převyšují vlhkostní napětí a výsledná napětí mění znaménko.

Pokud napětí v tahu dosáhne pevnosti v tahu dřeva přes vlákno, objeví se trhliny. Takto vznikají povrchové trhliny na začátku vysychání (obr. 36) a vnitřní trhliny (píštěle) na konci vysychání. Tyto trhliny (vnější a vnitřní) mají obvykle radiální směr, protože k prasknutí tkáně dochází podél medulárních paprsků v důsledku relativně slabého spojení mezi dřevěnými vlákny a medulárními paprsky.

Vnitřní pnutí zůstávající ve vysušeném materiálu (zbytková pnutí) mohou způsobit změny zadaného tvaru dílů při mechanickém zpracování dřeva. Kvantitativní charakteristiku vnitřních napětí lze nalézt pomocí metody měření zbytkových napětí ve dřevě s vyrovnaným obsahem vlhkosti. Touto metodou se tedy z desky ve vzdálenosti 0,3 m od konce odříznou vedle sebe dva řezy o tloušťce 15 mm (podél vlákna), které pokrývají celý řez. Po 1-2 dnech držení, aby se vlhkost vyrovnala, se jedna z částí rozdělí rovnoběžně s délkou na vrstvy o tloušťce 4 mm. Měřením délky těchto vrstev před a po řezání se určí změna jejich rozměrů a zjistí se relativní deformace každé vrstvy. Druhá sekce je rozřezána na vrstvy o tloušťce 8-10 mm; výsledné bloky se směrem vláken kolmým na jejich délku se použijí pro stanovení modulu pružnosti (při statickém ohybu se zatížením ve dvou bodech). Na základě získaných hodnot relativní deformace ε a modulu pružnosti E je pro každou vrstvu vypočteno napětí a pomocí vzorce:

Velikost zbytkových napětí po komorovém sušení je výrazně vyšší než po atmosférickém sušení. Řezivo z tvrdého dřeva má vyšší zbytková napětí než řezivo z měkkého dřeva. V povrchové vrstvě bukových desek tedy zbytková napětí v tlaku dosahovala 45 kg/cm2 a tahová napětí ve vnitřní zóně 22 kg/cm2, zatímco u borovicových desek byla napětí 16 a 8 kg/cm2.

S určitými komplikacemi (při zohlednění smrštění a provedení příslušných korekcí při určování relativní deformace, zabránění vysychání bloků pro stanovení modulu pružnosti) lze popsanou metodu použít i pro měření vnitřních pnutí ve dřevě během procesu atmosférického vysoušení a na konci komorového sušení (při nerovnoměrné vlhkosti podél sekce sortimentu). Deformování dřeva je změna tvaru sortimentu při sušení nebo vlhčení. Rozlišuje se příčné a podélné zvlnění.

Příčné zborcení je vyjádřeno změnou tvaru průřezu sortimentu. Například čtvercový průřez bloku se po vysušení stává pravoúhlým až kosočtvercovým, plochá deska získá drážkovaný tvar atd. Příčné zvlnění je způsobeno rozdílem mezi radiálním a tangenciálním smrštěním: vnitřní (směrem k jádru) líc desky je blíže čistě radiálnímu směru a vnější – tangenciální, takže rozměry různých částí desek se mění jinak. Čím větší je příčné prohnutí desek vyrobených z daného kmene, tím blíže k jádru je deska umístěna.

Podélné zvlnění je pozorováno ve dvou typech: ve formě ohybu (po délce), kdy se rovná deska po vysušení vyklene, a ve formě zkroucení, kdy rovná deska nabývá tvaru šroubovité plochy. První typ deformace je způsoben rozdílem ve smrštění podél vlákna mezi dvěma zónami dřeva (například pokud blok obsahuje bělové i jádrové dřevo nebo normální a patní dřevo), druhý je důsledkem sklonu vlákna . Na Obr. Obrázek 38 ukazuje různé typy podélného a příčného zvlnění.