Nasáklivost dřevin Diplomová práce

MENDELOVA ZEMĚDĚLSKÁ A LESNICKÁ UNIVERZITA V BRNĚ LESNICKÁ A DŘEVAŘSKÁ FAKULTA ÚSTAV NAUKY O DŘEVĚ

Nasáklivost dřevin Diplomová práce

Vedoucí práce: Ing. Eva Přemyslovská, Ph.D.

Vypracoval: Bc. Ladislav Zívalík Brno 2009

1

PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem diplomovou práci na téma: Nasáklivost dřevin vypracoval samostatně a použil jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Diplomová práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího diplomové práce a děkana LDF MZLU v Brně. dne………………………………………. podpis diplomanta……………………….

2

Touto cestou bych chtěl poděkovat paní Ing. Evě Přemyslovské, Ph.D., vedoucí mé diplomové práce, za čas, který mi věnovala a za její cenné rady, které mi velmi pomohly vytvořit konečnou podobu této diplomové práce. Mé poděkování patří také všem lidem, kteří mi pomohli s výrobou zkušebních vzorků, nebo mi asistovali v průběhu experimentu. A v neposlední řadě také velmi děkuji své rodině za to, že mi umožnila studovat tuto universitu a za její podporu při studiu.

3

Abstrakt: Jméno: Bc. Ladislav Zívalík Název tématu: Nasáklivost dřevin. Tato diplomová práce se dělí na dvě části. V první části se zaměřuji na popis jednotlivých dřevin použitých v experimentu, na teoretický popis problematiky vody ve dřevě, nasáklivosti dřeva, vzlínání kapalin a kapilární elevace. Také se zde zabývám hustotou a pórovitostí dřeva, principem vedení tepla ve dřevě a vlivu teploty na dřevo. Druhá část této diplomové práce je praktická, je zde uvedena metodika práce a vyhodnocuji zde mnou naměřené výsledky. Z výsledků experimentů vyplývá, že druh dřeviny a teplota materiálu a prostředí mají na vzlínání kapaliny podstatný vliv. Klíčová slova: Voda ve dřevě, vzlínání, kohezní a kapilární síly ve dřevě, teplota ve dřevě.

Abstract: Name: Bc. Ladislav Zívalík The title: Water absorption of woody plant. This diploma thesis is dividend to two parts. In the first part I focus on description of individual woody plants used in experiment, theoretical description of problematics of water in wood, apsorption kapacity of wood, capillary action of liquids and capillary elevation. Also I deals with density and porosity of wood, principle of heat convection in wood and influence of temperature on wood. The second part of the diploma thesis is practical. There is mentioned methodology of work and my evaluated measured results. From results os experiments results that kind of woody plant, temperature of material and environment have substantial effect on capillary action of liquid. Key words: water in wood, capillarity, cohesion and capillary forces in the wood, wood temperature.

4

OBSAH 1 Úvod............................................................................................................................... 9 2 Cíl práce....................................................................................................................... 10 3 Dřeviny ........................................................................................................................ 11 3.1 Charakteristika dřeva ............................................................................................ 11 3.2 Javor ...................................................................................................................... 11 3.2.1 Zařazení javoru do systému rostlin................................................................. 11 3.2.2 Makroskopická stavba dřeva javoru ............................................................... 12 3.2.3 Mikroskopická stavba dřeva javoru................................................................ 12 3.2.4 Vlastnosti a využití dřeva javoru .................................................................... 13 3.3 Švestka .................................................................................................................. 13 3.3.1 Zařazení švestky do systému rostlin............................................................... 13 3.3.2 Makroskopická stavba dřeva švestky ............................................................. 13 3.3.3 Mikroskopická stavba dřeva švestky.............................................................. 14 3.3.4 Vlastnosti a využití dřeva švestky .................................................................. 14 3.4 Dub........................................................................................................................ 14 3.4.1 Zařazení dubu do systému rostlin................................................................... 14 3.4.2 Makroskopická stavba dřeva dubu ................................................................. 15 3.4.3 Mikroskopická stavba dřeva dubu.................................................................. 15 3.4.4 Vlastnosti a využití dřeva dubu ...................................................................... 15 3.5 Jasan ...................................................................................................................... 16 3.5.1 Zařazení jasanu do systému rostlin................................................................. 16 3.5.2 Makroskopická stavba dřeva jasanu ............................................................... 16 3.5.3 Mikroskopická stavba dřeva jasanu................................................................ 16 3.5.4 Vlastnosti a využití dřeva jasanu .................................................................... 17 3.6 Smrk ...................................................................................................................... 17 3.6.1 Zařazení smrku do systému rostlin................................................................. 17 5

3.6.2 Makroskopická stavba dřeva smrku ............................................................... 17 3.6.3 Mikroskopická stavba dřeva smrku................................................................ 17 3.6.4 Vlastnosti a využití dřeva smrku .................................................................... 18 3.7 Modřín................................................................................................................... 19 3.7.1 Zařazení modřínu do systému rostlin ............................................................. 19 3.7.2 Makroskopická stavba dřeva modřínu............................................................ 19 3.7.3 Mikroskopická stavba dřeva modřínu ............................................................ 19 3.7.4 Vlastnosti a využití dřeva modřínu................................................................. 20 3.8 Borovice ................................................................................................................ 20 3.8.1 Zařazení borovice do systému rostlin............................................................. 20 3.8.2 Makroskopická stavba dřeva borovice ........................................................... 21 3.8.3 Mikroskopická stavba dřeva borovice............................................................ 21 3.8.4 Vlastnosti a využití dřeva borovice ................................................................ 21 3.9 Buk ........................................................................................................................ 22 3.9.1 Zařazení buku do systému rostlin................................................................... 22 3.9.2 Makroskopická stavba dřeva buku ................................................................. 22 3.9.3 Mikroskopická stavba dřeva buku.................................................................. 22 3.9.4 Vlastnosti a využití dřeva buku ...................................................................... 23 3.10 Limba .................................................................................................................. 23 3.10.1 Zařazení limby do systému rostlin ............................................................... 23 3.10.2 Makroskopická stavba dřeva limby.............................................................. 24 3.10.3 Mikroskopická stavba dřeva limby .............................................................. 24 3.10.4 Vlastnosti a využití dřeva limby................................................................... 25 4 Fyzikální vlastnosti ...................................................................................................... 26 4.1 Vlastnosti dřeva- vliv faktorů................................................................................ 26 4.2 Vztah mezi dřevem a vodou.................................................................................. 26 4.3 Dřevo jako kapilárně pórovitá látka...................................................................... 27 6

4.4 Vlhkost dřeva ........................................................................................................ 29 4.4.1 Metody měření vlhkosti dřeva........................................................................ 30 4.5 Adsorpce vody do dřeva........................................................................................ 31 4.6 Bobtnání dřeva ...................................................................................................... 32 4.7 Nasáklivost dřeva .................................................................................................. 32 4.8 Hustota dřeva ........................................................................................................ 33 4.8.1 Proměnlivost hustoty dřeva: ........................................................................... 34 4.9 Pórovitost dřeva .................................................................................................... 35 4.10 Pohyb vody ve dřevě........................................................................................... 36 4.10.1 Vzlínavost (kapilarita), kapilární vedení vlhkosti ........................................ 36 4.10.1.1 Kapilární vzlínavost............................................................................... 36 4.10.1.2 Kapilární elevace ................................................................................... 37 4.10.1.3 Kohezní a kapilární síly ve dřevě .......................................................... 39 4.10.1.4 Aspirace ztenčenin buněčné stěny ......................................................... 41 4.11 Teplo ve dřevě..................................................................................................... 42 4.11.1 Vliv teploty................................................................................................... 42 4.11.2 Přenos tepla ve dřevě.................................................................................... 42 4.11.3 Vliv faktorů na difúzi tepla ve dřevě ............................................................ 43 5 Materiál a metodika zpracování................................................................................... 44 5.1 Materiál ................................................................................................................. 44 5.2 Metodika ............................................................................................................... 45 5.2.1 Výroba vzorků ................................................................................................ 45 5.2.2 Experiment ..................................................................................................... 45 5.2.2.1 Experiment 1............................................................................................ 45 5.2.2.2 Experiment 2............................................................................................ 46 6 Výsledky práce ............................................................................................................ 48 6.1 Množství nasáté kapaliny...................................................................................... 48 7

6.1.1 Všechny dřeviny při teplotě 20°C .................................................................. 48 6.1.2 Dřevina smrk při teplotách 0, 20, 45 °C......................................................... 49 6.1.3 Statistické vyhodnocení dat – popisná statistika ............................................ 50 6.2 Maximální navzlínaná výška................................................................................. 51 6.2.1 Různé dřeviny při teplotě 20°C ...................................................................... 51 6.2.1.1 Statistické vyhodnocení výsledků vzlínání u dřevin při teplotě 20°C ..... 55 6.2.2 Stejná dřevina (smrk) při teplotě 0, 20, 45°C................................................. 58 6.2.2.1 Statistické vyhodnocení výsledků vzlínání pro smrk při různé teplotě ... 60 6.3 Rychlost vzlínání................................................................................................... 62 6.3.1 Různé dřeviny při teplotě 20°C ...................................................................... 63 6.3.2 Stejná dřevina (smrk) při teplotě 0, 20, 45°C................................................. 66 6.4 Bobtnání konců ponořených do kapaliny.............................................................. 68 6.4.1 Statistické vyhodnocení dat – popisná statistika ............................................ 70 6.5 Vodivé cesty.......................................................................................................... 71 7 Diskuse......................................................................................................................... 73 8 Závěr ............................................................................................................................ 76 9 Seznamy....................................................................................................................... 79

8

1 ÚVOD Dřevo je svým způsobem výjimečný a pravděpodobně také nejvšestrannější materiál. Je odolné, v mnoha různých rozměrech, je pružné, krásné a poměrně snadno se zpracovává. Ale především jsou jeho zdroje obnovitelné a při rozumném hospodaření s ním by nemělo člověku nikdy dojít. Bohužel desítky let, ne-li celá staletí, lidé lesy káceli a rozmařile těžili dřevo bez ohledu na následky své činnosti. V posledních desetiletí se však tato situace díky osvětové činnosti ochránců přírody výrazně zlepšila. Dřevo je žádáno především pro svůj přírodní charakter, různorodost druhů, tedy barev, přirozených kreseb, fyzikálních a mechanických vlastností. Je to snadno dostupný přírodní materiál, který lidé široce využívají po celou dobu své historie. Mezi nesporné výhody dřeva patří jeho pevnost a pružnost, při současně relativně nízké hmotnosti. Dále pak jeho dobré tepelně-izolační vlastnosti, malá teplotní roztažnost, schopnost snášet velká zatížení a tlumit vibrace, a v neposlední řadě jeho poměrně snadná opracovatelnost. Dále pak dřevo působí velmi esteticky a má i výborné resonanční vlastnosti. Velkou výhodou dřeva jako materiálu je jeho recyklovatelnost a ekologická odbouratelnost. Dřevo je zdrojem energie při přímém spalování, nebo výrobě hořlavých plynů. Tyto přirozené vlastnosti dřeva umožňují jeho široké využití. Mezi nedostatky dřeva jako materiálu patří zejména proměnlivost jeho vlastností, nerovnoměrná struktura, anizotropie, přítomnost vad, sesychání a bobtnání (změna jeho rozměrů), borcení a vznik trhlin, hniloba a hoření. Postupné prohlubování poznatků o stavbě dřeva, o jeho chemickém složení, fyzikálních a mechanických vlastnostech vyvolává také intenzivní rozvoj techniky a technologie na jeho zpracování. Na základě poznání vlastností dřeva lze některé z nevýhod částečně eliminovat či dokonce využít. Znalosti vlastností dřeva jsou rozhodujícím předpokladem pro zpracování a obrábění dřeva. Nasáklivost dřeva, je důležitá fyzikální vlastnost, dle které můžeme hodnotit vztah jednotlivých dřevin s vodou (kapalinou) a posoudit tak například jejich impregnovatelnost.

9

2 CÍL PRÁCE Cílem této diplomové práce je zjistit rychlost vzlínání kapaliny u vybraných dřevin, konkrétně u dřeviny smrku, borovice, modřínu, dubu, jasanu, švestky, buku, javoru a limby, a její závislost na teplotě dřeva. Experiment je tedy zaměřen na zjištění rychlosti vzlínání, maximální dosažené výšce vzlínající kapaliny, množství nasáté kapaliny a s tím spojené rozměrové změny a zjištění závislosti mezi vzlínáním a teplotou. Pro experiment byli vybráni zástupci z každé skupiny dřevin (tropické, jehličnaté, kruhovitě, polokruhovitě a roztroušeně pórovité). Pro experiment s teplotami bylo vybráno dřevo smrku a zvoleny teploty 0, 20, 45°C.

10

3 DŘEVINY

3.1 Charakteristika dřeva Abychom mohli posoudit fyzikální vlastnosti zkoumaných dřevin, konkrétně nasákavost dřeva, musíme znát jeho stavbu a základní stavební elementy. Anatomie dřeva se zabývá strukturou dřeva a podle úrovně rozlišovací schopnosti detailů struktury rozlišujeme: • Makroskopickou stavbu dřeva – rozlišuje jednotlivé detaily struktury dřeva pouhým okem, případně lupou. • Mikroskopickou stavbu dřeva – rozlišuje jednotlivé detaily struktury dřeva světelným mikroskopem. Všechny anatomické elementy dřeva pozorujeme buď na makroskopické, nebo mikroskopické úrovni, na třech základních řezech kmene a to na příčném (transverzálním), radiálním (středovém) a na tangenciálním (tečném), (Šlezingerová, 2002).

3.2 Javor 3.2.1 Zařazení javoru do systému rostlin Říše: rostliny (Plantae) Podříše: cévnaté rostliny (Tracheobionta) Oddělení: krytosemenné (Magnoliophyta) Třída: vyšší dvouděložné (Rosopsida) Řád: mýdelníkotvaré (Sapindales) Čeleď: javorovité (Aceraceae) Rod: javor (Acer) Obr. 1: Dřevo javoru- radiální řez (Vavrčík, 2002) Rod javor je zastoupen asi 150 druhy, hlavně v mírném pásmu naší planety [1].

11

Javor je opadavý strom, vysoký 20 – 30 metrů, s hladkým, přímým válcovitým kmenem. Borka je hnědavá, od mládí rozpukaná světlejšími trhlinami, ve starším věku vytváří hnědočernou, podélně hustě a plytce kostkovitě rozpukanou borku [2]. 3.2.2 Makroskopická stavba dřeva javoru Dřevo javoru je roztroušeně pórovité, letokruhy poměrně dobře zřetelné, nejsou však ostře ohraničeny. Na příčném řezu lze pozorovat jemné zvlnění letokruhů (vlnitý průběh dřevních vláken, častý je i výskyt oček). Dřevo javoru má nažloutlou širokou běl a slabě rozeznatelné načervenalé jádro (hlavně okolo dřeně), vyzrálé dřevo má nepatrně tmavší odstín, takže se nedá bezpečně rozeznat od běle. Dřeňové paprsky nejsou na příčném řezu skoro vůbec patrné a vynikají jen na radiálním řezu jako četná lesklá zrcátka a dřevo je zde hedvábně lesklé. U javorového dřeva pozorujeme častý výskyt nepravého jádra (Matovič, 1993). 3.2.3 Mikroskopická stavba dřeva javoru V rámci letokruhu jsou cévy rozmístěny jednotlivě, popř. v malých radiálních skupinách po 1–6. Cévy mají jednoduchou perforaci, na stěnách cév četné a navzájem se dotýkající dvojtečky se štěrbinovým otvorem (porusem). Na podélných řezech je možné pozorovat na stěnách cév spirální ztluštěniny. Dřeňové paprsky jsou homogenní, 1-8 vrstevné (vrstevnatost je závislá na druhu). Libriformní vlákna jsou velmi hojná a tvoří pravidelné radiální řady. Axiální parenchym je méně hojný a je rozptýlen v základním pletivu. Thyly nejsou vyvinuty (Matovič, 1993; Vavrčík, 2002).

a) příčný řez

b) radiální řez

c) tangenciální řez

Obr. 2: Mikroskopická stavba dřeva javoru (Vavrčík, 2002)

12

3.2.4 Vlastnosti a využití dřeva javoru Javorové dřevo je lesklé a velmi dekorativní, avšak je méně trvanlivé. Dobře se suší, opracovává a impregnuje. Dřevo javoru se využívá především v nábytkářství, k výrobě dýh (ceněny jsou dýhy s výskytem oček a vlnitým průběhem vláken), hraček, dřevěné bižuterie a galanterie, částí hudebních nástrojů, drobných předmětů (párátka, kolíčky, podpatky atd.) a drobného kuchyňského nářadí. Ceněno je také v truhlářství, soustružnictví a řezbářství; nejčastěji je používáno dřevo javoru klenu. Hustota při w0% je 630 kg.m-3, tvrdost 75 MPa (Vavrčík, 2002).

3.3 Švestka 3.3.1 Zařazení švestky do systému rostlin Říše: rostliny (Plantae) Třída: vyšší dvouděložné rostliny (Rosopsida) Podtřída: Rosidae Řád: růžotvaré (Rosales) Čeleď: růžovité (Rosaceae) Rod: slivoň (Prunus) Druh: slivoň švestka (Prunus domestica L.) [3] Obr. 3: Dřevo švestky- radiální řez (Vavrčík, 2002) Strom švestky je 6 až 12 m vysoký, v mládí má hladkou černošedou kůru, která přechází ve stáří v hnědošedou, slabě rozpukanou borku. Letorosty má přímé, hranaté, matně zelenavé nebo červenohnědé, starší větévky temně hnědé [4]. 3.3.2 Makroskopická stavba dřeva švestky Dřevo švestky patří do skupiny dřev listnatých s polokruhovitě pórovitou stavbou. Přechod mezi jarním a letním dřevem je dobře zřetelný, pouhým okem sledovatelný. Jádro je narůžovělé až červenohnědé, někdy fialově tónované, běl je nažloutlá. Větší zastoupení jarních cév. Dřeňové paprsky viditelné pouze na radiálním řezu a tvoří drobná málo zřetelná zrcátka (Vavrčík, 2002).

13

3.3.3 Mikroskopická stavba dřeva švestky Na příčném řezu pozorujeme cévy uspořádány do radiálního seskupení do 4 i více. Perforace cév je jednoduchá. Dřeňové paprsky jsou 1-7 vrstevné a slabě heterogenní. Přítomny jsou spirální ztluštěniny stěn cév a vláknité tracheidy viditelné na radiálním a tangenciálním řezu. Ve dřevě švestky se také nacházejí jádrové látky v cévách, které jsou viditelné na všech řezech (Vavrčík, 2002). 3.3.4 Vlastnosti a využití dřeva švestky Používá se jako dekorativní dřevo. Pro svou texturu se využívá v řezbářství, uměleckém truhlářství, na intarzie, na různé ozdobné předměty a nástroje Dřevo švestky je málo trvanlivé, špatně se suší (sklon k borcení a tvorbě trhlin, velmi sesýchá), dobře se opracovává. Dřevo švestky je k dispozici pouze v menších rozměrech, je zde vysoký podíl odpadu a nízká stabilita dřeva. Hustota při w0% je 720 kg. m-3, tvrdost střední (Vavrčík, 2002; Gibbs, 2005).

3.4 Dub 3.4.1 Zařazení dubu do systému rostlin Říše: rostliny (Plantae) Podříše: cévnaté rostliny (Tracheobionta) Oddělení: krytosemenné (Magnoliophyta) Třída: dvouděložné - (Rosopsida) Řád: bukotvaré (Fagales) Čeleď: bukovité (Fagaceae) Rod: dub (Quercus) Obr. 4: Dřevo dubu- radiální řez (Vavrčík, 2002) Dub (Quercus L.) je rodové jméno opadavých i stálezelených stromů z čeledi bukovitých. Celý rod zahrnuje 300 až 600 druhů [5]. Opadavý, velmi pomalu rostoucí, až 40 m vysoký strom. Kůra nejprve červenohnědá, později šedozelená až tmavošedá, borka podélně brázditá, šedohnědá. Duby se údajně mohou dožít věku až 1500 let [6]. 14

3.4.2 Makroskopická stavba dřeva dubu Dub je jádrová dřevina, s úzkou bělí (do 1-3 cm). Dřeňové parsky (20-30 mm) jsou viditelné na příčném (P), radiálním (R) i tangenciálním (T) směru. Charakteristickým seskupením letních cév je radiální žíhání. Běl dubu je nažloutlá až světle hnědá, jádro světle až tmavohnědé. U dřeva dubu je jasně zřetelná hranice mezi letokruhy i hranice mezi jarním a letním dřevem (Vavrčík, 2002). 3.4.3 Mikroskopická stavba dřeva dubu Na příčném (P) a tangenciálním (T) řezu jsou viditelné 1+mnohovrstevné dřeňové paprsky. Jarní cévy jsou uspořádány převážně jednotlivě. Perforace cév jsou jednoduché, viditelné na radiálním (R) řezu. Pro dřevo dubu je typický výskyt thyl v cévách viditelný na všech třech základních řezech (P, R, T). Typ dřeňových parsků: homogenní. Ve dřevě dubu se vyskytují tracheidy vláknité, cévovité a vazicentrické viditelné na radiálním a tangenciálním řezu (Vavrčík, 2002).

a) příčný řez

b) radiální řez

c) tangenciální řez

Obr. 5: Mikroskopická stavba dřeva dubu (Vavrčík, 2002) 3.4.4 Vlastnosti a využití dřeva dubu Dub pro svůj velký obsah tříslovin patří k našim nejtrvanlivějším dřevinám. Dřevo dubu je dobře opracovatelné, hůře se suší a obtížněji se impregnuje. Využívá se na vodní stavby, ke stavbě lodí, v nábytkářství, v řezbářství, soustružnictví, na rozmanité konstrukce, na parkety, prahy, schody, sloupy atd. Hustota při w0% je 680 kg. m-3, tvrdost 67,5 MPa (Vavrčík, 2002).

15

3.5 Jasan 3.5.1 Zařazení jasanu do systému rostlin Říše: Rostliny (Plantae) Třída: vyšší dvouděložné rostliny (Rosopsida) Řád: olivotvaré (Oleales) Čeleď: olivovníkovité (Oleaceae) Rod: jasan (Fraxinus) Celý rod zahrnuje asi 60–65 druhů [7]. Obr. 6: Dřevo jasanu- radiální řez (Vavrčík, 2002) Opadavý, až 40 m vysoký strom s kmenem o průměru až 1 m. Borka v mládí hladká, ve stáří podélně brázditá, zprvu šedá, později až šedočerná [8]. 3.5.2 Makroskopická stavba dřeva jasanu Jasan je jádrová dřevina se šířkou běli nad 5 cm. Dřeňové paprsky jsou viditelné na radiálním řezu. Běl má nažloutlou až narůžovělou barvu, jádro je světlehnědé až hnědé. U dřeva jasanu jsou zřetelné hranice mezi letokruhy i mezi jarním a letním dřevem (Vavrčík, 2002). 3.5.3 Mikroskopická stavba dřeva jasanu Dřeňové paprsky jsou 1-4 vrstevné, viditelné na příčném (P) a tangenciálním (T) řezu. Jarní cévy jsou uspořádány převážně jednotlivě, letní cévy jsou bez seskupení. Perforace cév je jednoduchá, viditelná na radiálním (R) řezu, v cévách se vyskytují thyly. Dřevo jasanu má typ dřeňových paprsků homogenní (Vavrčík, 2002).

a) příčný řez

b) radiální řez

Obr. 7: Mikroskopická stavba dřeva jasanu (Vavrčík, 2002) 16

c) tangenciální řez

3.5.4 Vlastnosti a využití dřeva jasanu Dřevo jasanu má výborné vlastnosti (pevné, pružné), zejména jádrové dřevo se používá v nábytkářství, na dýhy, na sportovní potřeby (pádla, sáně, luky aj.), v soustružnictví a kolářství. Hustota při w0% je 670 kg. m-3, tvrdost 80 MPa (Vavrčík, 2002).

3.6 Smrk 3.6.1 Zařazení smrku do systému rostlin Říše: rostliny (Plantae) Podříše: cévnaté rostliny (Tracheobionta) Oddělení: nahosemenné (Pinophyta) Třída: jehličnany (Pinopsida) Řád: borovicotvaré (Pinales) Čeleď: borovicovité (Pinaceae) Rod: smrk (Picea)

Obr. 8: Dřevo smrku- radiální řez (Vavrčík, 2002)

Smrk (Picea) je bohatě zastoupený rod čeledi borovicovité. Patří do něho asi 35 až 40 druhů [9]. Vždyzelený, až 40 m vysoký, jehličnatý strom dožívající se věku až 350 let. Borka brázditá, v horní části kmene červenooranžová, v dolní části šedavá [10]. 3.6.2 Makroskopická stavba dřeva smrku Smrk je bělová dřevina. Barvu má žlutobílou, až světle žlutohnědou. Na radiálním a tangenciálním řezu jsou pozorovatelné pryskyřičné kanálky. Ostrost přechodu mezi jarním a letním dřevem je pozvolný (Vavrčík, 2002). 3.6.3 Mikroskopická stavba dřeva smrku Ve dřevě smrku jsou přítomny pryskyřičné kanálky, které můžeme sledovat na příčném a tangenciálním řezu. Podélný dřevní parenchym chybí, nebo je jeho výskyt velmi ojedinělí. Epitelové buňky pryskyřičných kanálků jsou tlustostěnné, jejich počet je menší jak 8-12. U smrku jsou dřeňové parsky heterocelulární.

17

Buněčné stěny příčných tracheid jsou hladce zvlněné, typ teček v křížovém poli je piceoidní, jejich počet je 2-4-6. Počet parenchymatických buněk na výšku dřeňového paprsku je 10-15, maximálně 25. Ztluštěniny buněčných stěn tracheid u smrku zcela chybí (Vavrčík, 2002).

a) příčný řez

b) radiální řez

c) tangenciální řez

Obr. 9: Mikroskopická stavba dřeva smrku (Vavrčík, 2002) 3.6.4 Vlastnosti a využití dřeva smrku Smrkové dřevo je méně trvanlivé a odolné proti biotickým škůdcům, ale dobře se opracovává, suší, hůře se impregnuje. Smrk je naše nejdůležitější užitkové dřevo. Používá se jako stavební a konstrukční dřevo pro nadzemní i podzemní stavby (stožáry, sloupy, střešní a mostní konstrukce, lešení, podlahovina, důlní dříví atd.), v nábytkářství (nábytek, dýhy, překližky, lišty), na chemické a polochemické zpracování (buničina, dřevovina, dřevovláknité a dřevotřískové desky). Dřevo bez vad se využívá jako rezonanční dřevo. Cenné je lískovcové dřevo, které zvyšuje dekorační hodnotu smrkového dřeva. Hustota při w0% je 420 kg. m-3, tvrdost 26 MPa (Vavrčík, 2002).

18

3.7 Modřín 3.7.1 Zařazení modřínu do systému rostlin Říše: rostliny (Plantae) Podříše: cévnaté rostliny (Tracheobionta) Oddělení: nahosemenné (Pinophyta) Třída: jehličnany (Pinopsida) Řád: borovicotvaré (Pinales) Čeleď: borovicovité (Pinaceae) Rod: modřín (Larix) Rod zahrnuje 10-14 druhů [11].

Obr. 10: Dřevo modřínu-radiální řez (Vavrčík, 2002)

Opadavý, jehličnatý, až 50 m vysoký strom. Kmen přímý, až 1,5 m v průměru. Borka tlustá, hluboce brázditá, šedohnědá, často červenohnědě skvrnitá [12]. 3.7.2 Makroskopická stavba dřeva modřínu Modřín je jádrová dřevina s úzkou bělí. Běl je nažloutlá, jádro červenohnědé až červenofialové, na vzduchu tmavne. Na příčném, radiálním a tangenciálním řezu jsou pozorovatelné pryskyřičné kanálky. Přechodu mezi jarním a letním dřevem je velmi ostrý (Vavrčík, 2002). 3.7.3 Mikroskopická stavba dřeva modřínu Ve dřevě modřínu jsou přítomny pryskyřičné kanálky, které můžeme sledovat na příčném a tangenciálním řezu. Podélný dřevní parenchym chybí, nebo je jeho výskyt velmi ojedinělí. Epitelové buňky pryskyřičných kanálků jsou tlustostěnné, jejich počet je menší jak 8-12. U modřínu jsou dřeňové parsky heterocelulární. Buněčné stěny příčných tracheid jsou tenké a hladce zvlněné, typ teček v křížovém poli je piceoidní, jejich počet je 2-6. Častý je výskyt párových dvojteček na stěnách tracheid. Počet parenchymatických buněk na výšku dřeňového paprsku je 10-15 , maximálně 25. Ztluštěniny buněčných stěn tracheid – Sainovy valy mezi dvojtečkami (pozorovatelné na podélných řezech), (Vavrčík, 2002).

19

a) příčný řez

b) radiální řez

c) tangenciální řez

Obr. 11: Mikroskopická stavba dřeva modřínu (Vavrčík, 2002) 3.7.4 Vlastnosti a využití dřeva modřínu Modřín má trvanlivé a odolné dřevo, které se dobře suší (málo se bortí a sesýchá) a opracovává, ale hůře impregnuje. Je to jedno z nejkvalitnějších dřev, využívá se na vodní stavby, stavby lodí, ve stavebním a nábytkovém truhlářství (okna, dveře, vnitřní i venkovní obklady atd.), kolářství, chemickém průmyslu. Hustota při w0% je 560 kg. m-3, tvrdost:43,5 MPa (Vavrčík, 2002).

3.8 Borovice 3.8.1 Zařazení borovice do systému rostlin Říše: rostliny (Plantae) Podříše: cévnaté rostliny (Tracheobionta) Oddělení: nahosemenné (Pinophyta) Třída: jehličnany (Pinopsida) Řád: borovicotvaré (Pinales) Čeleď: borovicovité (Pinaceae) Rod: borovice (Pinus) Obr. 12: Dřevo borovice- radiální řez (Vavrčík, 2002) Rod pinus zahrnuje více než 100 druhů [13].

20

Vždy zelený, až 40 m vysoký, jehličnatý strom dožívající se věku až 350 let. Borka brázditá, v horní části kmene červenooranžová, v dolní části šedavá [14]. 3.8.2 Makroskopická stavba dřeva borovice Borovice je jádrová dřevina s šířkou běli nad 5cm. Běl je nažloutlá, narůžovělá, u borovice se často vyskytuje tzv. zamodrání běle (způsobují dřevozbarvující houby). Jádro je zpočátku u čerstvě pokáceného dříví světlehnědé, později na vzduchu tmavne a je až červenohnědé. Na příčném, radiálním a tangenciálním řezu jsou pozorovatelné pryskyřičné kanálky. Přechodu mezi jarním a letním dřevem je ostrý (Vavrčík, 2002). 3.8.3 Mikroskopická stavba dřeva borovice Ve dřevě borovice jsou přítomny pryskyřičné kanálky, které můžeme sledovat na podélných řezech. Podélný dřevní parenchym zcela chybí. Epitelové buňky pryskyřičných kanálků jsou tenkostěnné, velké, jejich počet 4-5. Dřeňové parsky jsou heterocelulární. Buněčné stěny příčných tracheid jsou zubatě ztloustlé, typ teček v křížovém poli je oknový, jejich počet je 1-2. Rozmístění dvojteček na stěnách tracheid je obvykle jednořadé. Počet parenchymatických buněk na výšku dřeňového paprsku je 8-15. Ztluštěniny buněčných stěn tracheid chybí (Vavrčík, 2002).

a) příčný řez

b) radiální řez

c) tangenciální řez

Obr. 13: Mikroskopická stavba dřeva borovice (Vavrčík, 2002) 3.8.4 Vlastnosti a využití dřeva borovice U borovice je jádrové dřevo oproti běli (náchylná na zamodralost) trvanlivé a odolné. Dobře se suší a opracovává (pryskyřice zhoršuje opracovatelnost povrchů), běl se lépe impregnuje než jádro. Borovicové dřevo má široké uplatnění, využívá se jako stavební a konstrukční materiál na venkovní i vodní stavby, v nábytkářství, truhlářství. Vyrábí se z ní telegrafní sloupy, pražce, v chemickém průmyslu (buničina, dřevitá vlna). Hustota při w0% je 505 kg. m-3, tvrdost 28,5 MPa (Vavrčík, 2002). 21

3.9 Buk 3.9.1 Zařazení buku do systému rostlin Říše: rostliny (Plantae) Podříše: cévnaté rostliny (Tracheobionta) Oddělení: krytosemenné (Magnoliophyta) Třída: vyšší dvouděložné (Rosopsida) Řád: bukotvaré (Fagales) Čeleď: bukovité (Fagaceae) Rod: buk (Fagus) Fagus zahrnuje asi 10 druhů [15].

Obr. 14: Dřevo buku- radiální řez (Vavrčík, 2002)

Opadavý, jednodomý, až 40 m vysoký strom s kmenem o průměru i přes 1 m. Borka hladká, stříbřitě šedá. Buk lesní se dožívá až 400 let a plodit začíná ve věku 50 až 80 let [16]. 3.9.2 Makroskopická stavba dřeva buku Buk patří do skupiny dřev bělových, u starých stromů se často vyskytuje nepravé jádro. Dřeňové parsky (1-5 mm) jsou viditelné na všech třech základních řezech. Barva bukového dřeva je narůžovělá, nahnědlá až červenohnědá (pařené dřevo červeně zbarvené). Letokruhy jsou poměrně zřetelné (Vavrčík, 2002). 3.9.3 Mikroskopická stavba dřeva buku Dřeňově paprsky jsou 1-25 vrstevné, cévy jsou uspořádány jednotlivě v radiálních skupinách po 4, perforace cév je jednoduchá a žebříčkovitá. V cévách nepravého jádra se vyskytují thyly i jádrové látky. Dřeňové paprsky jsou homogenní a na hranici letokruhu jsou rozšířeny. Typ axiálního parenchymu apotracheálního je hraniční, difuzní (rozptýleně nakupený). V dřevě buku se vyskytují tracheidy vláknité, cévovité a vazicentrické (Vavrčík, 2002).

22

a) příčný řez

b) radiální řez

c) tangenciální řez

Obr. 15: Mikroskopická stavba dřeva buku (Vavrčík, 2002) 3.9.4 Vlastnosti a využití dřeva buku Dřevo buku je méně trvanlivé a málo odolné proti biotickým činitelům. Dobře se impregnuje, paří, moří, hůře se suší (má sklon k tvorbě trhlin a borcení. Pro svou načervenalou barvu a vlastnosti se dřevo buku využívá v nábytkářství, dobře se ohýbá, čehož se využívá pro výrobu ohýbaného nábytku (židle, křesla). Je důležitou surovinou pro výrobu dýh, překližek, parket, železničních pražců, pro chemické a polochemické zpracování dřeva (suchá destilace, buničina, k výrobě dřevotřískových a dřevovláknitých desek). Používá se také jako konstrukční materiál, při výrobě dopravních prostředků, dřevěných doplňků strojů, na výrobu drobných předmětů (knoflíky, hračky, cívky, hole) a drobného nářadí, někdy i pažeb k loveckým zbraním. Hustota při w0% je 685 kg. m-3, tvrdost 61 MPa (Vavrčík, 2002).

3.10 Limba 3.10.1 Zařazení limby do systému rostlin Říše: rostliny (Plantae) Podříše: cévnaté rostliny (Tracheobionta) Oddělení: Magnoliophyta Třída: Magnoliopsida Řád: Myrtales Čeled: Combretaceae Rod: Terminalia Druh: T. superba [17]. Obr. 16: Dřevo limby-radiální řez (Šlezingerová, 2003)

23

Limba (Terminalia superba) je listnatý strom, vysoký 40-45 m, tloušťka kmene je 50-150 cm. Kmen je štíhlý, rovný, válcovitý; až 30 m bez větví; vysoko (3-5 m) sahající kořenové náběhy. Kůra je asi 1 cm tlustá, světlešedá nebo načervenalá. V mládí hladká, později podélně rozpukaná, odlupuje se v podélných páscích nebo šupinách (Šlezingerová, 2003). 3.10.2 Makroskopická stavba dřeva limby Dřevo limby je bělové i jádrové. Bělové je bledě žluté s olivově zeleným nádechem, také nazelenalešedé. Jádrové dřevo je podle stanoviště šedožluté, šedohnědé, červenohnědé. Textura je stejnoměrná, středně jemná až středně hrubá (zřetelné rýžkování), rovnovlákná, zřídka pruhování (dřevo dekorativní), kyselá vůně. Zóny jsou zřetelné na P řezu (zejména u dřev ze suchých oblastí). Cévy jsou viditelné na všech řezech. Dřeňové paprsky nejsou zřetelné (Šlezingerová, 2003). 3.10.3 Mikroskopická stavba dřeva limby Dřevo limby má roztroušeně pórovitou stavbu cév. Cévy jsou v párech nebo krátkých radiálních skupinách. Jsou středně široké až široké (70-300 µm), málo četné a obsahují ojediněle jádrové látky a tenkostěnné thyly. Dřeňové paprsky jsou homogenní až středně heterogenní, 1 vrstevné a mají tendence k vrstevnatému uspořádání. Axiální parenchym je paratracheální vazicentrický, vazicentrický křídlovitý až splývavý, svazkový. Limba má krátká libriformní vlákna, přímý průběh, méně častá je točitost nebo vlnitost (Šlezingerová, 2003).

a) příčný řez

b) radiální řez

c) tangenciální řez

Obr. 17: Mikroskopická stavba dřeva limby (Šlezingerová, 2003)

24

3.10.4 Vlastnosti a využití dřeva limby Dřevo limby patří ke dřevům lehkým s nízkou hustotou (400-690 kg/m3 ). Sesychání: nízké až střední. Patří k měkkým dřevinám, mechanické vlastnosti má průměrné, jsou ovlivněny hustotou, dřevo méně houževnaté. Suší se bez potíží (světlá limba), opracování ruční i strojní snadné, dobře se řeže, krájí, loupe, hobluje, moří, lepí, po použití plničů pórů leští i natírá. Dřevo je málo trvanlivé a odolné proti houbám a hmyzu, podléhá zapaření, zamodrání, zašednutí. Doporučují se ochranné postřiky kmenů po těžbě i řeziva. Poranění třískou může vyvolat zánět. Limbové dřevo snadno praská a má hrubou texturu. Dřevo limby se využívá na loupané a krájené dýhy, překližky, laťovky, nábytek, vnitřní středně namáhané konstrukce, stavebně truhlářské výrobky (podlahy, parkety, okenní rámy, lišty, žaluzie), bedny, sudy, celulosa. V nábytkářství může nahradit dub i ořešák (Šlezingerová 2003; Gibbs, 2005).

25

4 FYZIKÁLNÍ VLASTNOSTI

4.1 Vlastnosti dřeva- vliv faktorů Vlastnosti dřeva jsou podstatně ovlivňovány stavbou dřeva na třech úrovních- makroskopické, mikroskopické a submikroskopické. Makroskopickou úrovní rozumíme stavbu dřeva, která je viditelná prostým okem nebo lupou, mikroskopická úroveň je viditelná za použití světelného mikroskopu a submikroskopická úroveň za použití elektronového mikroskopu. Na mikroskopické a také na submikroskopické úrovni vlastnosti dřeva odpovídají stavbě dřeva. Na makroskopické úrovni v důsledku sdružování anatomických elementů do pletiv s odlišnou stavbou dochází ke značné variabilitě vlastností dřeva. Závislost fyzikálních vlastnosti dřeva na chemickém složení dřeva souvisí se submikroskopickou stavbou buněčné stěny a proporcionálním zastoupením jednotlivých chemických konstituent. Po chemické stránce se na stavbě dřeva podílejí především tři základní biopolymery — celulóza, hemicelulózy a lignin. Každá z těchto látek má v buněčné stěně specifickou funkci. Rozhodující význam má orientace látek v buněčné stěně a schopnost poutat na svém povrchu molekuly tekutin. Rozhodující vrstvou buněčné stěny je pro svoje převažující zastoupení střední vrstva sekundární buněčné stěny S2. Hustě uložené fibrily celulózy zde probíhají v pravotočivých spirálách a svírají s podélnou osou buňky malý úhel (5 - 15°). V této vrstvě je také nejvyšší obsah celulózy, která díky výraznému krystalickému podílu (70%) předurčuje chování dřeva (Horáček, 2001).

4.2 Vztah mezi dřevem a vodou Dřevo je ve vztahu k okolnímu prostředí hygroskopickým materiálem schopným přijímat nebo odevzdávat vodu, ať už ve skupenství kapalném nebo plynném, a má schopnost měnit svoji vlhkost podle vlhkosti okolního prostředí. Schopnost suchého dřeva poutat stavebními látkami buněčné stěny (celulózou a hemicelulózami) kapaliny a plyny vyplývá z ontogeneze elementů dřeva, které byly diferencovány v plně nasyceném vodním prostředí. 26

Přítomnost vody byla navíc nezbytnou podmínkou pro udržení života vůbec. Ačkoliv dřevo může přijímat i jiné kapaliny a plyny, voda je z praktického hlediska nejdůležitější. Rostoucí strom obsahuje velké množství vody, která je nezbytná pro jeho existenci. Po skácení se obsah vody ve dřevě podle dalšího použití dále snižuje nebo zvyšuje. Vzhledem k hygroskopicitě však dřevo prakticky vždy vodu obsahuje. Ve většině případů voda ve dřevě ovlivňuje i vlastnosti dřeva a způsobuje často jejich zhoršení. Se změnou obsahu vody ve dřevě jsou spojeny změny fyzikálních a mechanických vlastností, odolnosti proti houbám a napadení hmyzem, technologických postupů zpracování dřeva a další procesy. Jedním z nejdůležitějších dějů z tohoto pohledu je pohyb tekutin ve dřevě, pro který má rozhodující význam stavba vodivých cest (Horáček, 2001).

4.3 Dřevo jako kapilárně pórovitá látka Dřevo není homogenní látka, ale rostlinné pletivo, které se skládá z nejrůznějších anatomických elementů. Jak již bylo řečeno, anatomické elementy (buňky) v rostoucím stromě plní tři základní funkce - vodivou, mechanickou a zásobní. Buňky, jako strukturální elementy dřeva, mají rozhodující význam pro příjem a vedení vody při zpracování a použití dřeva. Příjem a vedení tekutin se děje přes mikro- a makrokapilární systém dřeva. Mikrokapilární systém představuje fibrilární struktura buněčné stěny, která je tvořena intermicelárními a interfibrilárními prostory, které vytvářejí kapiláry o průměru 1-1000 nm. Tento systém je zapojen do poutání vodní páry (plynů) ze vzduchu a vody vázané. Makrokapilární systém – obecně jakékoliv kapiláry o poloměru větším než 10-6 m – je tvořen lumeny a mezibuněčnými prostory; tímto systémem je vedena voda volná (kapaliny). Ve směru anatomických elementů, které jsou převážně protáhlého tvaru, probíhá transport kapalné vody (tekutin) zejména makrokapilárami, ale podílí se zde také mikrokapiláry. Napříč hlavních anatomických elementů (tracheid, cév a libriformních vláken) se voda pohybuje ztenčeninami buněčné stěny a lumeny dřeňových paprsků (makrokapiláry), přes buněčnou stěnu se voda pohybuje mikrokapilárním systémem. Makrokapilárami se pohybuje voda volná a hybnou silou tohoto pohybuje je gradient tlaků (fyzikální síla). Mikrokapilárami se pohybuje voda vázaná a hybnou silou pohybu je gradient koncentrací (síla chemické povahy). 27

Systematicky lze tedy kapilární systém dřeva členit na •

makrokapiláry o poloměru r > 10-6m (>1µm)

•

mezokapiláry o poloměru r = 10-7- 10-6m (0,1-1 µm) a

•

mikrokapiláry o poloměru r < 10-7 (<0,1µm)

Tab. 1: Přehled objemového zastoupení a rozměrů anatomických elementů dřeva (Horáček, 2001) Anatomický element

Objemové zastoupení u jehličnatých dřev (%)

Objemové zastoupení u listnatých dřev (%)

Průměr lumenu (µm)

Tloušťka buněčné stěny (µm)

Délka elementu (mm)

Cévy

-

15 - 65

10 - 500

1,6 - 20

0,1 - 2

Tracheidy

87 - 96

-

4 - 80

2,0 - 12

0,7 - 11

Libriformní vlákna

1-2

2 - 75

5 - 50

2,0 - 7

0,1 - 7

2 - 50

5 - 100

2,0 - 4,5

0,02 - 0,2

Parenchymatické 4 - 12 buňky

V tab1. je uveden přehled zastoupení jednotlivých anatomických elementů a jejich rozměry. Uvedená zastoupení anatomických elementů ve dřevě a jejich rozměry určují pohyb tekutin v podélném směru. U jehličnatých dřev je pohyb látek dán zejména charakterem ztenčenin buněčné stěny, a to pro uzavřený tvar tracheidy. Význam má zejména průměr otvorů v margu (0,1-0,7µm), přes které se kapalina může pohybovat, a které určují maximální velikost částic tekutiny (Horáček, 2001).

28

4.4 Vlhkost dřeva Vlhkost dřeva se vyjadřuje podílem hmotnosti vody k hmotnosti dřeva v absolutně suchém stavu - vlhkost absolutní wabs, nebo podílem hmotnosti vody ke hmotnosti mokrého dřeva - vlhkost relativní wrel. Vlhkost se nejčastěji vyjadřuje v procentech a vypočítá se podle vztahů:

wabs =

m w − m0 * 100 [%] m0

wrel =

m w − m0 * 100 [%] mw

kde: mw - hmotnost vlhkého dřeva (kg, g), m0 - hmotnost absolutně suchého dřeva (kg, g) Z hlediska uložení vody ve dřevě ji můžeme rozdělit na: •

Vodu chemicky vázanou - je součástí chemických sloučenin. Nelze ji ze dřeva odstranit sušením, ale pouze spálením, proto je ve dřevě zastoupena i při nulové absolutní vlhkosti dřeva. Zjišťuje se při chemických analýzách dřeva a její celkové množství představuje 1-2% sušiny dřeva. Při charakteristice fyzikálních a mechanických vlastností nemá žádný význam.

•

Vodu vázanou (hygroskopickou) - nachází se v buněčných stěnách a je vázána vodíkovými můstky na hydroxilové skupiny OH amorfní části celulózy a hemicelulóz. Voda vázaná se ve dřevě vyskytuje při vlhkostech 0-30%. Při charakteristice fyzikálních a mechanických vlastností má největší a zásadní význam.

•

Vodu volnou (kapilární) - vyplňuje ve dřevě lumeny buněk a mezibuněčné prostory. Při charakteristice fyzikálních a mechanických vlastností má podstatně menší význam než voda vázaná.

Hranici mezi vodou vázanou a volnou stanovujeme na základě určení meze nasycení buněčných stěn MNBS nebo meze hygroskopicity MH. Jde o stav, při kterém je buněčná stěna plně nasycená vodou a lumen přitom neobsahuje žádnou vodu volnou. Rozdíl mezi MNBS a MH spočívá v prostředí, kterému je dřevo vystaveno. U MNBS je to voda ve skupenství kapalném, u MH ve skupenství plynném (Horáček, 2001).

29

4.4.1 Metody měření vlhkosti dřeva Podle vlhkosti se dřevo často v praxi zařazuje do následujících skupin: 1. dřevo mokré, dlouhou dobu uložené ve vodě (w > 100%) 2. dřevo čerstvě skáceného stromu (w = 50 - 100%, některá dřeva např. topol až 180%) 3. dřevo vysušené na vzduchu (w = 15 - 22%) 4. dřevo vysušené na pokojovou teplotu (w = 8 - 15%) 5. dřevo absolutně suché (w = 0%) Na zjišťování vlhkosti dřeva se používá celá řada metod, které se dělí na: a) přímé (absolutní) metody, kterými zjišťujeme skutečný obsah vody ve dřevě; b) nepřímé (relativní) metody, kterými se obsah vody určuje nepřímo prostřednictvím měření jiné veličiny, jejíž hodnota závisí na obsahu vody ve dřevě. Z přímých metod se používají zejména metody váhová (gravimetrická), a destilační. Z nepřímých metod jsou rozšířené metody elektrofyzikální (odporová, dielektrická), radiometrické (založené na absorpci různých druhů záření), akustické (využití rychlosti šíření nebo adsorpce zvuku a ultrazvuku) a termofyzikální. V sušárenské praxi se dále používá metoda zjišťování průměrné vlhkosti sušeného řeziva pomocí měření sesýchání. K nejpraktičtějším a zároveň nejpoužívanějším způsobům měření vlhkosti dřeva pro svoji jednoduchost a rychlost patří měření pomocí vlhkoměrů. Trend současného vývoje přístrojů na měření vlhkosti také potvrzuje, že nejperspektivnější jsou stále elektrické vlhkoměry (Horáček, 2001).

30

4.5 Adsorpce vody do dřeva Jak již bylo řečeno dřevo je navlhavý hygroskopický materiál, který mění svoji vlhkost podle vlhkosti okolního prostředí díky adsorpci. Adsorpcí dřeva rozumíme poutání plynné, nebo kapalné látky na měrném vnitřním povrchu dřeva. Měrný vnitřní povrch dřeva je tvořen fibrilární strukturou submikroskopické stavby buněčné stěny. Důsledkem značné pórovitosti dřeva je velký vnitřní povrch, který se v závislosti na hustotě dřeva u suchého dřeva pohybuje kolem 100-300 m2s-1 sušiny, nebo 20-300 m 2 .cm -3 . Tento značný vnitřní povrch může adsorbovat – stejně jako většina porézních látek – vodní páru obsaženou v okolním vzduchu, a díky kapilárním transportním procesům může také přijímat kapaliny (např. voda, impregnační látky, lepidla), s nimiž je v přímém kontaktu. Podle povahy sil, které adsorpci způsobují, dělíme adsorpci na fyzikální a chemickou. Fyzikální adsorpce je způsobena mezimolekulárními silami v mikrokapilárách, kde se uplatňuje zejména povrchové napětí adsorbovaných kapalin a adsorpce se popisuje kapilárními jevy a kohezními silami. Při chemické adsorpci se uplatňují chemické vazby a k adsorpci dochází především na povrchu krystalické a v celé oblasti amorfní celulózy (případně dalších sacharidických složek dřeva) vázáním adsorbované látky na volné hydroxylové skupiny pomocí vodíkových vazeb. Množství adsorbované chemické látky ve dřevě závisí na jejích chemických a fyzikálních vlastnostech (molekulární hmotnost a objem, povrchové napětí) a na faktorech prostředí (tlak, teplota, relativní vzdušná vlhkost, rychlost proudění vzduchu), (Horáček, 2001).

31

4.6 Bobtnání dřeva Bobtnáním nazýváme schopnost dřeva zvětšovat svoje lineární rozměry, plochu, nebo objem při přijímání vázané vody v rozsahu vlhkosti 0% až MH (meze nasycení buněčných stěn MNBS). Bobtnání se vyjadřuje podílem změny rozměru k původní hodnotě a uvádí se nejčastěji v %.

αi =

aiw 2 − aiw1 *100 aiw1

[%]

aiw1- Představuje lineární rozměr v libovolném směru, plochu, nebo objem před bobtnáním. aiw2- Představuje lineární rozměr v libovolném směru, plochu, nebo objem po bobtnání. Bobtnání vysvětlujeme tím, že vázaná voda se dostává do amorfní oblasti celulosových fibril, které roztlačuje, což vyvolává zvětšování buněčných stěn jednotlivých elementů a dřeva jako celku. Dřevo bobtná při pohlcování vody i vodních par do MNBS. Zvyšování obsahu vody nad tuto mez bobtnání dřeva již nevyvolává, neboť voda vyplňuje jen lumeny, případně mezibuněčné dutiny (Požgaj, 1997).

4.7 Nasáklivost dřeva Schopnost dřeva v důsledku pórovité stavby nasávat vodu ve formě kapaliny. Dřevo je maximálně nasáklé vodou (má maximální vlhkost), je-li plně nasyceno vázanou vodou a obsahuje-li maximální množství vody volné. Množství volné vody je závislé především na objemu pórů ve dřevě. Teoreticky lze maximální vlhkost dřeva vypočítat vzhledem k závislosti na hustotě dřeva ze vztahu:

 1 1   [%] wmax = MNBS +  −  ρ0 ρS 

32

Ze vztahu lze výpočet zjednodušit na tvar:

 1 1   wmax =  − ρ ρ S   k

[%]

wmax - maximální vlhkost dřeva (g.g-1) ρs - hustota dřevní substance (g.cm-3), ρk – konvenční hustota dřeva (g.cm-3) Nasáklivost dřeva jádra je menší než běli, se zvyšující se hustotou dřeva se nasáklivost zmenšuje, zvýšením teploty se nasáklivost dřeva urychluje (Horáček, 2001).

4.8 Hustota dřeva Hustota dřeva udává hmotnost jeho objemové jednotky, při čemž se nejčastěji vyjadřuje v kg.m-3 a nebo v g.cm-3. Ve srovnání s jinými materiály je určení hustoty u dřeva poměrně obtížné vzhledem k hygroskopicitě dřeva. Jak hmotnost, tak i objem dřeva jsou velmi ovlivněny vlhkostí dřeva. Přesto jde o jednu z nejvýznamnějších charakteristik dřeva, která významně ovlivňuje většinu fyzikálních a mechanických vlastností dřeva. Hustotu dřeva můžeme považovat za nejlepší kritérium pro posuzování vlastností dřeva. Je-li těleso homogenní a existuje-li limita objemu tělesa, hovoříme o hustotě, v ostatních případech zavádíme pojem objemová hmotnost. V obou případech veličinu značíme ρ a jednotkou je kg.m-3 podle vztahu:

ρ=

m V

[kg/m3]

m - hmotnost dřeva [kg] V - objem dřeva

[m3]

33

Pro charakteristiku hustoty dřeva používáme nejčastěji následující vlhkostní stavy: •

hustota dřeva v suchém stavu (w = 0%)

•

hustota dřeva při vlhkosti 12%

•

hustota dřeva vlhkého (w > 0%)

Pro možnost porovnání výsledků a použití při teoretických výpočtech používáme hustotu v absolutně suchém stavu ρ0. Pod absolutně suchým stavem rozumíme 0% vlhkost dřeva.

ρ0 =

m0 W0

[kg/m3]

m0 - hmotnost suchého dřeva [kg] V0 - objem suchého dřeva

[m3]

Hustota dřeva se zvyšuje s vlhkostí, ale hmotnost a objem dřeva nerostou stejným způsobem. Zatímco hmotnost dřeva roste se zvyšující se vlhkostí až do maximálního nasycení (maximální vlhkosti dřeva), objem se zvyšuje jen do meze hydroskopicity (MH), (Horáček, 2001). Rozdělení dřev použitých v této práci dle jejich hustoty (při w=12%): •

Dřeva s nízkou hustotou (ρ12 < 540 kg.m-3) - borovice, smrk

•

Dřeva se střední hustotou (ρ12 = 540-750 kg.m-3) - modřín, buk, dub, jasan, třešeň, javor, limba (rozdělení podle Matoviče 1993)

4.8.1 Proměnlivost hustoty dřeva: Hustota dřeva závisí na řadě faktorů, z nichž k nejdůležitějším patří chemické složení dřeva, stavba dřeva a vlhkost dřeva, poloha ve kmeni, stanovištní podmínky a pěstební opatření. Chemické složení kromě hustoty dřevní substance ovlivňuje také samotnou hustotu dřeva, a to zastoupením dalších látek kromě hlavních chemických konstituent. Jedná se zejména o extraktivní látky, které zvyšují hustotu jádrového dřeva.

34

Proto dřeva listnatá kruhovitě-pórovitá, která jsou zpravidla jádrová, mají zpravidla vyšší hustotu než dřeva listnatá roztroušeně-pórovitá. Na hustotu dřeva má dále vliv podíl jarního a letního dřeva, šířka letokruhů, výška kmene, stáří stromu apod. Také je důležité zmínit vnější vlivy, které působí na strom při jeho růstu, a tudíž ovlivňují jeho hustotu (vítr, sníh, déšť, mráz atd.), (Horáček, 2001; Požgaj, 1997).

4.9 Pórovitost dřeva Dřevo je porézní materiál. Objem pórů (lumeny buněk a mezibuněčné prostory) často u dřeva převyšuje objem buněčných stěn. Póry vytvářejí ve dřevě více méně průchodný, vzájemně spojený kapilární systém, který může být zcela zaplněný tekutinou, např. vodou. U mnoha dřevin je ovšem kapilární pórovitost silně redukována v důsledku přítomnosti doprovodných vyluhovatelných látek nebo thyl. Snížení teoretické pórovitosti pak sice vede k nižšímu příjmu vody, ale zároveň i k nižší a obtížnější proimpregnovatelnosti. Pórovitost vyplývá z biomechanické optimalizace tvaru buňky, tj. maximálního snížení spotřeby stavebních látek při současném minimálním snížení pevnosti, a z často spojené funkce mechanické a vodivé u jednoho elementu xylému (např. tracheidy). Jestliže je hustota dřevní substance mezi dřevy téměř neměnná, závisí hustota dřeva zejména na anatomické stavbě dřeva - tloušťce buněčných stěn a průměru buněk. Mikropóry buněčných stěn, lumeny buněk a mezibuněčné prostory tvoří póry o průměrech 1nm - 500µm. Objem pórů v jednotkovém objemu suchého dřeva vyjadřuje pórovitost dřeva P, celková pórovitost je možné definovat jako: P=

Vp V0

[%]

kde: Vp - objem pórů V0 - objem suchého dřeva

Pórovitost je tedy nepřímo závislá na hustotě dřeva. U našich dřevin se pórovitost pohybuje v rozmezí 40 - 80%. Pórovitost dřeva poskytuje informace o důležitých aspektech stavby dřeva a přispívá k pochopení těch vlastností, které závisí na pórovité struktuře dřeva - propustnosti a difúzi vody ve dřevě. Z technologického hlediska má velký význam při procesu impregnace, sušení a povrchové úpravy dřeva (Horáček, 2001).

35

4.10 Pohyb vody ve dřevě Tekutiny (kapaliny a plyny) se ve dřevě pohybují dvěma základními způsoby – objemovým tokem a molekulárním tokem. Objemový tok probíhá v mezo- a makrokapilárách pod vlivem gradientu statického nebo kapilárního tlaku. Molekulární tok zahrnuje pohyb plynů v lumenech buněk přes ztenčeniny buněčných stěn a pohyb vody vázané v mikrokapilárách buněčné stěny (Horáček, 2001).

4.10.1 Vzlínavost (kapilarita), kapilární vedení vlhkosti Jedná se o vlastnost pórovitých materiálů, která se projevuje při jejich částečném ponoření do kapaliny. Je charakteristická pro vodou smáčivé materiály. Při kontaktu otevřených pórů s vodou dochází k nasákávání vody vlivem kapilárních a sorpčních sil. Vzlínaní vody lze zjednodušeně popsat pomocí mechanismu kapilární elevace – charakterizována rozdílem výšky hladiny kapaliny v kapiláře proti úrovni hladiny v okolí. Vzlínání je vyvoláno kapilárními silami mezi molekulami kapaliny a povrchem pevné látky (povrchové napětí kapaliny způsobuje pohyb sloupce kapaliny ve směru výslednice sil). Vzlínání je dynamický jev, u něhož není rozhodující pouze kapilární výška, ale také rychlost s jakou se voda odpařuje a čas potřebný k dosažení kapilární výšky [18].

4.10.1.1 Kapilární vzlínavost Pro vzlínání je tedy důležitý tvar, velikost průřezů pórů a dokonalost jejich spojení. Je třeba rozlišovat: -

Výšku vzlínání

-

Rychlost vzlínání

-

Množství vzlínající vody (kapaliny).

Výška vzlínání vody v kapiláře je přímo úměrná povrchovému napětí na hladině vody a nepřímo úměrná poloměru zakřivení vodního menisku v kapiláře.

36

Skutečná výška vzlínání vody bývá většinou menší než teoretická vzhledem k odpařování kapaliny z povrchu a případné přítomnosti nečistot. Kromě toho se maximální výška dosáhne za dlouhou dobu. Rychlost vzlínání kapaliny v kapiláře se v průběhu zkoušky mění a v různých výškách vzlínání bývá různá. Proto je nutno rozlišovat mezi okamžitou rychlostí vzlínání a mezi průměrnou rychlostí vzlínání danou určitým úsekem dráhy, kterou voda při výstupu dosáhne v určitém časovém intervalu [19].

4.10.1.2 Kapilární elevace Vzlínavost, je tedy schopnost látek vést kapalinu vzhůru (proti směru gravitačních sil) působením kapilárních sil. Jsou-li oba konce kapiláry otevřené a jeden z nich je zanořen do takové kapaliny, že molekulové interakce mezi buňkami stěny kapiláry jsou silnější, než interakce mezi molekulami kapaliny (kapalina dobře smáčející materiál kapiláry), je výsledkem silové působení, které vede ke vzlínání kapaliny kapilárou. Tento jev se nazývá kapilární elevace (z latiny elevo = výše zvedám, capillus = vlas). Tento jev lze pozorovat v úzkých trubicích, tzv. kapilárách. V kapiláře se hladina kapaliny zakřivuje, čímž se vytváří tzv. meniskus kapaliny, který má přibližně tvar kulového vrchlíku. Podle krajového úhlu je meniskus vypouklý (konvexní) nebo vydutý (konkávní). Volný povrch kapaliny lze považovat za přibližně rovinný pouze v místech dosti vzdálených od stěn a nádoba, v níž je kapalina obsažena musí mít dostatečně velký vodorovný průřez [20, 21]. Vložíme-li kapiláru (úzkou trubici o malém vnitřním poloměru r) svisle do kapaliny, utvoří se tedy uvnitř kapiláry na povrchu kapaliny meniskus. Také vnější povrch kapaliny, která obklopuje vloženou trubici se zakřiví. Těsně pod povrchem rovinné části hladiny kapaliny (tzn. vně kapiláry) dojde ke zvýšení hodnoty atmosférického tlaku okolního vzduchu o kohezní tlak pk.

37

V oblasti menisku kapaliny (tedy uvnitř kapiláry) dojde ke změně tlaku o PK −

2σ R

σ - povrchové napětí kapaliny (N.m) R - je poloměr menisku rozhraní plyn-kapalina

(m)

Obr. 18: Kapilární elevace [22] Rovnováha kapaliny v tíhovém poli nastane tehdy, bude-li mít kapalina v každé vodorovné rovině stejný tlak. Kapalina s konkávním meniskem tedy musí v kapiláře vystoupit výše vzhledem k okolnímu povrchu, mluvíme o kapilární elevaci. Jako hraniční hodnota poloměru kapiláry pro kapilární elevaci se obecně považuje 0,1 µm – což odpovídá hodnotě rozhraní mezi mikro- a markrokapilárami dřeva. Kapilární elevaci lze také objasnit pomocí koheze a adheze kapaliny na rozhraní mezi kapalinou a pevnou látkou. Je-li vliv adhezních sil větší než koheze, dochází k elevaci kapaliny (kapalina je v důsledku větší přilnavosti postupně přitahována k pevné látce) [22].

Obr. 19: Kapilární elevace vody při různém poloměru kapiláry [22] 38

4.10.1.3 Kohezní a kapilární síly ve dřevě Vznikají při pohybu vody volné na rozhraní mezi kapalinou a plynem – vodou a vzduchem. Tento fenomén je popisován povrchovým napětím, které vyjadřuje nerovnováhu mezimolekulárních sil (Van der Waalsovy síly) v objemu a na povrchu kapaliny. Mezimolekulární síly jsou v celém objemu kapaliny v rovnováze, převažují-li na povrchu kapaliny síly orientované centripetálně, je povrch zdánlivě vystaven tahovému napětí. Povrchové napětí σ je potom výsledná síla udržující povrch kapaliny v rovnováze vztažená k jednotkové délce podle vztahu:

σ=

F x

σ - povrchové napětí kapaliny (N.m-1) F - síla (N) x - délka (m)

Při teplotě 20°C je povrchové napětí vody σH2O = 0,073 N.m-1. Povrchové napětí vody je závislé na teplotě a to v rozsahu 0 - 100°C. Povrchové napětí vyjadřuje snahu kapaliny o dosažení nejméně energeticky náročného stavu, kterému odpovídá nejmenší povrch kapaliny. Obecnější rovnici stavu napjatosti kapaliny v kapiláře získáme ze silového vyjádření kapilárních jevů. Smáčí-li kapalina povrch kapiláry, vykonává v ní pohyb určený tahovou silou v důsledku povrchového napětí a silou danou gradientem tlaků v plynu a kapalině

F2 = ( p 0 − p1 ) * π * r 2 [N]

F1 = σ * 2 * π * r * cos θ [N]

Po nastolení rovnováhy sil, tedy platí-li F1 = F2, získáme obecný tvar rovnice popisující tlakové poměry na rozhraní plynu a kapaliny v kapiláře známý jako Jurinův zákon.

( p0 − p1 ) = 2 * σ * cos θ r

r - je poloměr kapiláry (m) θ- úhel smáčení (°) 39

Při úhlu smáčení θ = 0° mají rovnice F1 a F2 stejný tvar s rozdílně definovanými poloměry. Platí, že poloměr menisku v kapiláře závisí na úhlu smáčení podle vztahu:

rmeniskus =

rkapilara cos θ

[mm]

Musí také platit, že tahová síla F1 musí být v rovnováze se silou gravitační Fg = m * g = v * ρ H 2 O * g

[N]

Vyjádříme-li objem vody v kapiláře V z rovnice a položíme F1 = Fg, dostaneme výšku h, do které kapalina v kapiláře vystoupí: (Horáček, 2001)

h=

2 * σ * cos θ r * ρ H 2O * g

[mm]

40

4.10.1.4 Aspirace ztenčenin buněčné stěny Aspirace ztenčenin buněčné stěny, tedy jejich uzavírání snižuje propustnost dřeva a významně ovlivňuje impregnaci dřeva. K uzavírání ztenčenin dochází z důvodu tahového nap ětí v lumenu buněk b ěhem odstraňování vody volné a d ěj je obvyklý u jehli čnatého dřeva. Aspirace ztenčenin jarního dřeva vysvětluje horší impregnovatelnost této části letokruhu a paradoxně lepší propustnost dřeva letního. Odolnost ztenčenin letního dřeva proti aspiraci je vysvětlována větší tloušťkou membrány (torus) a menším průměrem dvojtečky. U suchého dřeva vznikají při aspiraci chemické vazby. Faktory ovliv ň ující aspiraci zten č enin lze pro libovolnou kapalinu shrnout následovně: • vypařující se kapalina musí být schopna tvorby vazeb vodíkovými m ůstky

(musí být polární) a musí mít dostatečně veliké povrchové napětí • dřevo musí v kapalině bobtnat • efektivní otvory ve ztenčenině musí být dostatečně malé, aby mohl vzniknout

výsledný gradient tlaků • membrána ve ztenčenině musí mít relativně malou tuhost jak je typické pro

jarní dřevo jehličnanů s malou hustotou (Horáček, 2001). Margo

Torus

Obr. 20: Mechanismus uzavírání dvůrkatých ztenčenin (Horáček, 2001)

41

4.11 Teplo ve dřevě 4.11.1 Vliv teploty Pokud se teplota ve dřevě pohybuje v rozmezí 0°C – mezí hygroskopicity, tak ve dřevě způsobuje rozměrové změny. Tepelná degradace do 100 – 150 °C způsobuje uvolnění extraktivních látek a nehořlavých plynů, nad 150°C se uvolňují i hořlavé složky. Dřevo je polymer, tvoří ho sacharidická část (celulosa, hemicelulosa) s část nesacharidická (lignin). Celulóza a hemicelulóza patří mezi vazby teplotou hůře napadnutelné, nejhůře je teplem napadnutelný lignin. Teplota skelného přechodu tečení Tg:

Lignin – 180°C Hemicelulóza – 200°C Celulóza - 230°C

Pokud teplota přejde přes hranici bodu Tg dochází k měknutí dřeva, pokud však teplota překročí pouze 180°C dojde k plastifikaci pouze jedné složky a to ligninu. Viskozita s teplotou klesá a to se promítá do celkového chování dřeva. Teplota je kritickým faktorem ovlivňujícím difúzi vody ve dřevě, protože se zvyšováním teploty roste intenzita pohybu molekul vody (Horáček, 2001).

4.11.2 Přenos tepla ve dřevě Znalost procesů spojených s přenosem (sdílením) tepla ve dřevě nám umožňuje předvídat rychlost teplotního spádu a rozložení teplot v tělese při existenci gradientu teplot v tělese. Přenos tepla ve dřevě se může teoreticky uskutečňovat ve třech základních formách – vedením (kondukcí), prouděním (konvekcí) a sáláním (radiací). Analogicky k pohybu vody vázané ve dřevě je i tepelný tok možno popsat jako stacionární nebo nestacionární děj. Je-li po celou dobu vedení tepla v tělese konstantní teplotní spád, popisujeme přenos tepla stacionárním dějem, není-li teplotní spád konstantní, mluvíme o nestacionárním přenosu tepla.

42

Teplo se přenáší vnitřním pohybem molekul v závislosti na jejich vzdálenosti a kinetické energii. Molekulární pohyb je mnohem intenzivnější u tuhých látek než u tekutin, protože přenos tepla probíhá vzájemnými srážkami částic. U tekutin jsou tyto navzájem vzdáleny mnohem více, než je tomu u pevných látek, a proto u tekutin dochází k menší četnosti srážek a přenos tepla je pomalejší (Horáček, 2001).

4.11.3 Vliv faktorů na difúzi tepla ve dřevě Vedení tepla ve dřevě ovlivňuje mnoho faktorů, největší vliv však mají anatomická stavba dřeva, hustota a vlhkost dřeva. Na rozdíl od pohybu vody ve dřevě se přenos tepla ve směru a napříč vláken tolik neliší a v podélném směru je 1,5 – 2,5 krát větší než ve směru příčném. Vysvětlení lze hledat v orientaci fibril v buněčné stěně, která kromě S2 vrstvy není příliš jednoznačná. Hodnoty koeficientu teplotní vodivosti α se ve směru radiálním a tangenciálním příliš neliší, rozdíl (-+15%) vniká pouze u koeficientu tepelné vodivosti λ, a to u dřev s vícevrstevnatými dřeňovými paprsky (dub, buk), a u jehličnanů s vysokým procentem letního dřeva (modřín). Vliv hustoty na tepelnou a teplotní vodivost je zcela odlišný. Se zvyšující se hustotou tepelná vodivost λ roste, ale teplotní vodivost α naopak klesá. Rozdílný průběh závislostí je dán rozdílnými hodnotami tepelné a teplotní vodivosti vzduchu a dřevní substance. S rostoucí hustotou dřeva roste podíl dřevní substance a klesá podíl vzduchu v daném objemu dřeva a tím i zákonitě roste tepelná vodivost λ . Teplotní vodivost vzduchu je až 100 krát větší než teplotní vodivost dřevní substance (suchý vzduch je téměř dokonalý tepelný izolant), proto je i závislost na hustotě dřeva opačná (Horáček, 2001).

43

5 MATERIÁL A METODIKA ZPRACOVÁNÍ 5.1 Materiál Pro experiment byly zvoleny tyto dřeviny: -

jehličnaté: Smrk (SM), Borovice (BO), Modřín (MD)

-

Listnaté dřeviny s kruhovitě pórovitou stavbou dřeva: Jasan (JS), Dub (DB)

-

Listnaté dřeviny s polokruhovitě pórovitou stavbou dřeva: Švestka (SV)

-

Listnaté dřeviny s roztroušeně pórovitou stavbou dřeva: Buk (BK), Javor (JV)

-

Tropické dřeviny (roztroušeně pórovitá stavba dřeva): Limba (T.superba)

Rozměry zkušebního tělesa: -

Zkušební těleso ve tvaru kvádru o rozměrech: - šířka a = 50 mm - délka b = 30 mm - výška c = 200 mm

- Vypočtená průměrná vlhkost zkušebních těles: w = +- 2 %

Obr. 21: Základní rozměry zkušebního vzorku 44

5.2 Metodika 5.2.1 Výroba vzorků K výrobě zkušebních vzorků bylo zapotřebí: •

Zkracovací pila

•

Formátovací pila

•

Tloušťkovací fréza

Postup výroby: Při výběru materiálu byl kladen důraz na ortotropnost fošen. U dřevin BO, MD, DB, JS, JV, Limba byl kladen důraz na výběr bělového dřeva. Z důvodu špatné dostupnosti bělového dřeva švestky bylo u této dřeviny použito k experimentu dřevo jádrové. Fošny byly poté kráceny na přířezy o délce přibližně jeden metr. Následovalo podélné dělení fošen na hranolky. Tyto hranolky byly poté ofrézovány na tloušťkovací frézce, aby byly docíleny přesné rozměry hranolku a hladkost povrchů jeho stran. Hranolek byl frézován na příčné rozměry 50 x 30 mm. Z těchto délkových přířezů byly následně na formátovací pile nařezány kvádry o požadovaných rozměrech 50 x 30 x 200 mm.

5.2.2 Experiment 5.2.2.1 Experiment 1 Cíl: Zjistit rychlost vzlínání a maximální navzlínanou výšku u všech vybraných dřevin (SM, BO, MD, JS, DB, SV, BK, JV, Limba) při teplotě zkušebních vzorků 20°C a pokojové teplotě prostředí. -

podmínky při experimentu: teplota vzduchu: t = 22°C relativní vlhkost vzduchu: wrel = 35%

-

počet vzorků: 5 ks od každé dřeviny, celkem tedy 45 ks.

-

počet měření: na jednom kusu bylo provedeno 5 měření (v intervalu 0.5, 1, 2, 3, 24 hod.), celkem bylo provedeno 225 měření.

-

vsakovaná kapalina: směs 1100 ml vody + 50 g inkoustu teplota 19,5°C

45

Postup zkoušky: 1.) Vysušení zkušebních vzorků na w = 0%. 2.) Vážení na digitálních vahách s přesností na 0,001 g. 3.) Klimatizace na pokojovou teplotu (4 dny). 4.) Vážení na digitálních vahách s přesností na 0,001 g. 5.) Příprava vsakované kapaliny (směs 1100 ml vody + 50 g inkoustu). 6.) Vložení do připravené kapaliny (výška hladiny 5 mm). 7.) Měření maximální navzlínané výšky po 0.5, 1, 2, 3, 24 hod. od vložení do kapaliny, měření pomocí digitálního posuvného měřítka s přesností na 0,01 mm. 8.) Po posledním měření vytažení z kapaliny, vážení na digitálních vahách s přesností na 0,001 g a měření příčných rozměrů konců ponořených do kapaliny. 9.) Odřezání konců hranolků ponořených do kapaliny, ve vzdálenosti 1 cm.

5.2.2.2 Experiment 2 Cíl: Zjistit rychlost vzlínání a maximální nevzlínanou výšku u dřeviny SM při teplotách 0°C a 45°C. -

podmínky při experimentu: teplota prostředí: t1 = 53°C (sušárna) t2 = 3°C (venkovní teplota vzduchu) klimatizováno při teplotě: t1 = 53°C (sušárna) t2 = -15°C (mrazící box)

-

počet vzorků: 5 ks dřeviny SM pro každou teplotu, celkem tedy 10 ks.

-

počet měření: na jednom kusu byly provedeny 4 měření (v intervalu 0.5, 1, 2, 3 hod.), celkem bylo provedeno 40 měření.

-

vsakovaná kapalina: směs 1100 ml vody + 50 g inkoustu

46

Postup zkoušky: 1.) Vysušení zkušebních vzorků na w = 0%. 2.) Vážení na digitálních vahách s přesností na 0,001 g. 3.) Klimatizace na pokojovou vlhkost (4 dny). 4.) Klimatizace vzorků na požadovanou teplotu (ochlazení v mrazicím boxu, nahřátí v sušárně), (1 den). 5.) Příprava vsakované kapaliny (směs 1100 ml vody + 50 g inkoustu). 6.) Měření teploty vzorků. 7.) Vážení na digitálních vahách s přesností na 0,001 g. 8.) Vložení do připravené kapaliny (výška hladiny 5 mm). 9.) Vložení zpět do prostředí s požadovanou teplotou (teplé vzorky byly vloženy zpět do sušárny, chladné vzorky umístěny do venkovního prostředí, kde bylo využito nízké venkovní teploty vzduchu a to 2°C). 10.) Měření maximální navzlínané výšky po 0.5, 1, 2, 3 hod. od vložení do kapaliny, měření pomocí digitálního posuvného měřítka s přesností na 0,01 mm. 11.) Po posledním měření vytažení z kapaliny, měření teploty vzorků, vážení na digitálních vahách s přesností na 0,001 g a měření příčných rozměrů konců ponořených do kapaliny. K experimentům bylo použito: •

Digitální posuvné měřítko Mitutoyo (ABS) 150

•

Digitální váha Scaltec SBC 41

•

Digitální teploměr Raynger ST-2

•

Laboratorní sušárna Sanyo

•

Mrazící box

•

Inkoust, voda

Obr. 22: Měření maximální navzlínané výšky pomocí digitálního posuvného měřítka

47

6 VÝSLEDKY PRÁCE

6.1 Množství nasáté kapaliny Všechny vzorky byly před vložením do kapaliny zváženy, po ukončení experimentu a vyzvednutí vzorků z kapaliny byly zkušební vzorky rovněž zváženy. Z rozdílu těchto dvou hodnot bylo zjištěno množství nasáté kapaliny. Při výpočtu tedy vycházíme ze vzorce:

m nk = m2 − m1 kde: mnk- hmotnost nasáté kapaliny [g], m1- hmotnost vzorku před vložením do kapaliny [g], m2- hmotnost vzorku po vyjmutí z kapaliny [g]

6.1.1 Všechny dřeviny při teplotě 20°C Zkušební vzorky byly namočeny v kapalině po dobu 24 hodin. Po dosazení naměřených hodnot byly vypočteny tyto výsledky: -

Jasan: 5,355 g nasáté kapliny

-

Dub: 5,337 g nasáté kapliny

-

Švestka: 5,661 g nasáté kapliny

-

Buk: 18,367 g nasáté kapliny

-

Javor: 21,509 g nasáté kapliny

-

Limba: 9,256 g nasáté kapliny

-

Smrk: 7,106 g nasáté kapliny

-

Modřín: 5,282 g nasáté kapliny

-

Borovice: 50,15 g nasáté kapliny

48

Graf 1: Množství nasáté kapaliny pro všechny dřeviny při teplotě 20°C po 24 hod

6.1.2 Dřevina smrk při teplotách 0, 20, 45 °C Zkušební vzorky byly namočeny v kapalině po dobu 3 hodin. Po dosazení průměrů z naměřených hodnot byly vypočteny tyto výsledky: -

Při teplotě 0°C bylo nasáto 2,954 g kapaliny

-

Při teplotě 20°C bylo nasáto 5,596 g kapaliny

-

Při teplotě 45°C bylo nasáto 8,249 g kapaliny

Graf 2: Množství nasáté kapaliny pro dřevinu smrk při teplotách 0, 20 a 45°C po 3 hod

49

Při pokojové teplotě (20°C) nasálo nejvíce kapaliny dřevo borovice (50,15 g), vyšší nasáklivost se projevila i u dřevin s roztroušeně pórovitou stavbou dřeva (buk, javor). U ostatních dřevin nepřekročilo množství nasáté kapaliny 10 g. Nejméně kapaliny nasálo dřevo modřínu (5,282 g). Při měření dřeviny smrku při teplotách 0, 20, 45°C nasály nejvíce kapaliny, dle předpokladů vzorky nahřáté na teplotu 45°C (8,249 g), naopak vzorky ochlazené na teplotu 0°C nasály kapaliny nejméně (2,954 g).

6.1.3 Statistické vyhodnocení dat – popisná statistika Tab. 2: Množství nasáté kapaliny- popisná statistika pro JS, BK, JV při teplotě 20°C

Dřevina Hmotnost N platných Průměr Medián Minimum Maximum Rozptyl Sm.odch. Koef.prom. Směrod.chyba

JS před zk. po zk. 5 5 179.5032 184.8584 177.5710 183.4700 175.2140 179.6350 186.0750 191.6650 21.45235 28.30788 4.631668 5.320515 2.580271 2.878157 2.071345 2.379407

BK před zk. po zk. 5 5 211.7368 230.1032 212.2230 229.2430 208.1990 228.2700 213.5560 232.4150 4.761841 3.919461 2.182164 1.979763 1.030602 0.860380 0.975894 0.885377

JV před zk. po zk. 5 5 208.0392 229.5480 208.1170 229.5600 205.7600 223.8540 209.5560 238.8320 2.20223 37.16129 1.483993 6.096006 0.713324 2.655656 0.663662 2.726217

Tab. 3: Množství nasáté kapaliny- popisná statistika pro SM, DB, limba při teplotě 20°C

Dřevina Hmotnost N platných Průměr Medián Minimum Maximum Rozptyl Sm.odch. Koef.prom. Směrod.chyba

SM před zk. po zk. 5 5 127.3152 134.4206 127.1720 134.1330 126.4470 133.3980 128.1580 135.3620 0.505517 0.722279 0.710997 0.849870 0.558454 0.632247 0.317968 0.380073

DB před zk. po zk. 5 5 220.8402 226.1766 221.1260 225.6160 213.2640 218.5060 230.5050 234.9100 40.92455 36.78331 6.397230 6.064925 2.896769 2.681500 2.860928 2.712317

50

Limba před zk. po zk. 5 5 125.1208 134.3772 122.6890 133.6300 118.1310 127.9320 132.1880 142.9230 34.19876 30.24931 5.847971 5.499938 4.673860 4.092910 2.615292 2.459647

Tab. 4: Množství nasáté kapaliny- popisná statistika pro SV, MD, BO při teplotě 20°C

Dřevina Hmotnost N platných Průměr Medián Minimum Maximum Rozptyl Sm.odch. Koef.prom. Směrod.chyba

SV před zk. po zk. 5 5 201.0228 206.6848 201.9160 207.3050 197.1550 201.9570 204.1010 209.6500 7.44210 10.03743 2.728022 3.168190 1.357071 1.532861 1.220008 1.416858

MD před zk. po zk. 5 5 154.0272 159.3088 155.6560 161.8500 148.1740 153.1520 157.6680 162.7610 17.39587 19.71685 4.170835 4.440366 2.707856 2.787270 1.865254 1.985792

BO před zk. po zk. 5 5 158.0780 208.2284 158.2800 206.7930 156.9510 195.7220 159.4560 217.2320 0.99776 83.69782 0.998879 9.148652 0.631890 4.393566 0.446712 4.091401

Tab. 5: Množství nasáté kapaliny- popisná statistika pro SM při různé teplotě

Teplota Hmotnost N platných Průměr Medián Minimum Maximum Rozptyl Sm.odch. Koef.prom. Směrod.chyba

0°C před zk. po zk. 5 5 145.6402 148.5940 148.4280 151.2890 129.3330 131.8560 168.0770 171.3920 272.1653 283.3204 16.49743 16.83212 11.32753 11.32759 7.377876 7.527554

20°C před zk. po zk. 5 5 127.3152 132.9112 127.1720 132.1330 126.4470 131.3980 128.1580 133.3620 0.505517 0.722279 0.710997 0.849870 0.558454 0.632247 0.317968 0.380073

45°C před zk. po zk. 5 5 153.5178 160.7680 150.4450 157.5920 147.8330 154.9130 166.1510 173.2750 57.08705 55.86443 7.555597 7.474251 4.921643 4.649091 3.378966 3.342587

6.2 Maximální navzlínaná výška 6.2.1 Různé dřeviny při teplotě 20°C Po uplynutí 30 minut od vložení vzorků do kapaliny proběhlo první měření maximální výšky, do které se kapalina dostala na zkušebním vzorku. Další měření proběhla po 1, 2, 3 a 24 hodinách od vložení vzorku do kapaliny. Z naměřených hodnot byly vypočteny průměrné hodnoty pro každou dřevinu a výpočtem byly stanoveny přírustky v každém časovém rozmezí. Výsledky maximálních výšek, do kterých kapalina po uplynutí stanovené doby navzlínala, jsou uvedeny v tabulce 6. Přírustky výšek v jednotlivých časových intervalech jsou uvedeny v tabulce 7.

51

Tab. 6: Maximální navzlínaná výška po uplynutí dané doby při teplotě 20°C

Maximální navzlínaná výška [mm] Dřevina po 30 min. po 1 hod. po 2 hod. po 3 hod. po 24 hod. 4.87 7.16 11.74 15.64 19.44 JS 4.37 5.39 6.5 7.91 11.71 DB 2.74 4.84 9.18 11.1 14.96 SV 8.76 11.06 16.61 17.89 20.18 BK 7.23 8.61 12.7 15.94 21.23 JV 10.06 11.15 15.75 17.52 27.5 Limba 5.34 6.94 14.47 16.02 18.89 SM 3.21 4.18 5.98 7.32 14.17 MD 22.88 31.8 43.88 53.59 85.21 BO

Tab. 7: Přírustky výšky vzlínání v jednotlivých časových úsecích při teplotě 20°C

Výška vzlínání v jednotlivých časových úsecích [mm] Dřevina 0-30 min. 0.5-1 hod. 1-2 hod. 2-3 hod. 3-24 hod. 4.87 2.29 4.58 3.9 3.8 JS 4.37 1.02 1.11 1.41 3.8 DB 2.74 2.1 4.34 1.92 3.86 SV 8.76 2.3 5.55 1.28 2.29 BK 7.23 1.38 4.09 3.24 5.29 JV 10.06 1.09 4.6 1.77 11.98 Limba 5.34 1.6 7.53 1.55 2.87 SM 3.21 0.97 1.8 1.34 6.58 MD 22.88 8.92 12.08 9.71 31.62 BO

52

Graf 3: Maximální navzlínaná výška při teplotě 20°C

Graf 4: Procentuální přírustek navzlínané výšky v jednotlivých časových úsecích

53

-

Od vložení vzorků do kapaliny po první měření po 30 minutách nejvíce navzlínalo dřevo borovice (22,8 mm), nejméně dřevo švestky (2,74 mm).

-

Po 1 hodině od vložení do kapaliny byla nejvyšší navzlínaná výška naměřena u dřeva borovice (31,8 mm), nejmenší u dřeva modřínu (4,18 mm). V časovém intervalu 0,5-1 hodina rostla výška nejvíce u borovice (o 8,92 mm), nejméně u modřínu (o 0,97 mm). V grafu 5 vidíme, že oproti předchozí výšce svou výšku v tomto časovém intervalu nejvíce zvětšilo dřevo švestky (o 76,6 %).

-

Po 2 hodinách od vložení do kapaliny byla nejvyšší navzlínaná výška naměřena u dřeva borovice (43,88 mm), nejmenší u dřeva modřínu (5,98 mm). V časovém intervalu 1-2 hodiny rostla výška nejvíce u borovice (o 12,08 mm), nejméně u dubu (o 1,11 mm). V grafu 5 vidíme, že oproti předchozí výšce svou výšku v tomto časovém intervalu nejvíce zvětšilo dřevo smrku (o 108,5 %).

-

Po 3 hodinách od vložení do kapaliny byla nejvyšší navzlínaná výška naměřena u dřeva borovice (53,54 mm), nejmenší u dřeva modřínu (7,32 mm). V časovém intervalu 2-3 hodiny rostla výška nejvíce u borovice (o 9,71 mm), nejméně u buku (o 1,28 mm). V grafu 5 vidíme, že oproti předchozí výšce svou výšku v tomto časovém intervalu nejvíce zvětšilo dřevo jasanu (o 33,2 %).

-

Po 24 hodinách od vložení do kapaliny byla nejvyšší navzlínaná výška naměřena u dřeva borovice (85,21 mm), nejmenší u dřeva dubu (11,71 mm). V

časovém intervalu 3-24 hodin rostla výška nejvíce u borovice (o 31,62 mm), nejméně u buku (o 2,29 mm). V grafu 5 vidíme, že oproti předchozí výšce svou výšku v tomto časovém intervalu nejvíce zvětšilo dřevo modřínu (o 93,6 %). U všech zkoušených dřevin nastal největší nárust vzlínající kapaliny, a tedy i největší nárust maximální navzlínané výšky v časovém intervalu mezi 1 – 2 hodinou od vložení do kapaliny. Nejplynulejší nárust se projevil u dřevin s kruhovitě pórovitou stavbou dřeva (DB, JS).

54

6.2.1.1 Statistické vyhodnocení výsledků vzlínání u dřevin při teplotě 20°C - pro statistické vyhodnocení naměřených dat byla použita anova s opakovaným měřením. Tab. 8: Anova- maximální navzlínaná výška při teplotě 20°C- kruhovitě (JS, DB) a polokruhovitě (SV) pórovité dřeviny

Faktor po 30 min. po 1 hod. po 2 hod. po 3 hod. po 24 hod. Celkem JS Počet 5 5 5 5 5 25 Součet 23.43 35.82 58.71 78.18 112.19 308.33 Průměr 4.686 7.164 11.742 15.636 22.438 12.3332 Rozptyl 3.40878 4.61968 4.54327 20.10123 9.93827 48.46964 DB Počet 5 5 5 5 5 25 Součet 21.83 26.97 32.49 39.55 58.53 179.37 Průměr 4.366 5.394 6.498 7.91 11.706 7.1748 Rozptyl 0.79073 0.75958 2.37047 1.9061 4.59553 8.526851 SV Počet 5 5 5 5 5 25 Součet 13.7 24.21 45.9 55.49 74.81 214.11 Průměr 2.74 4.842 9.18 11.098 14.962 8.5644 Rozptyl 1.2386 2.29817 4.15 1.96847 3.97697 22.16938

Tab. 9: Anova- maximální navzlínaná výška při teplotě 20°C- roztroušeně pórovité dřeviny

Faktor po 30 min. po 1 hod. po 2 hod. po 3 hod. po 24 hod. Celkem BK Počet 5 5 5 5 5 25 Součet 43.81 55.29 83.03 89.49 100.91 372.53 Průměr 8.762 11.058 16.606 17.898 20.182 14.9012 Rozptyl 2.49817 1.65802 6.91963 7.54627 1.35397 22.54475 JV Počet 5 5 5 5 5 25 Součet 36.16 43.05 63.49 79.69 106.16 328.55 Průměr 7.232 8.61 12.698 15.938 21.232 13.142 Rozptyl 2.19762 6.54575 14.51752 12.50737 5.54067 33.74523 Limba Počet 5 5 5 5 5 25 Součet 50.28 55.76 78.66 87.62 137.49 409.81 Průměr 10.056 11.152 15.732 17.524 27.498 16.3924 Rozptyl 1.49483 0.55782 23.03972 12.42803 0.67942 46.50471 55

Tab. 10: Anova- maximální navzlínaná výška při teplotě 20°C- jehličnaté dřeviny Faktor po 30 min. po 1 hod. po 2 hod. po 3 hod. po 24 hod. Celkem SM Počet 5 5 5 5 5 25 Součet 26.68 34.7 72.34 80.12 94.46 308.3 Průměr 5.336 6.94 14.468 16.024 18.892 12.332 Rozptyl 0.56733 0.90475 3.77647 4.06438 0.63047 30.66653 MD Počet 5 5 5 5 5 25 Součet 16.03 20.88 29.92 36.6 70.84 174.27 Průměr 3.206 4.176 5.984 7.32 14.168 6.9708 Rozptyl 0.38468 0.77198 1.49308 5.2404 11.95987 18.90834 BO Počet 5 5 5 5 5 25 Součet 114.41 159 219.39 267.96 426.06 1186.82 Průměr 22.882 31.8 43.878 53.592 85.212 47.4728 Rozptyl 18.12082 5.99695 18.46787 51.07767 223.6822 537.2573

Tab. 11: Anova- maximální navzlínaná výška při teplotě 20°C- celkem Faktor po 30 min. po 1 hod. po 2 hod. po 3 hod. po 24 hod. Celkem Počet 45 45 45 45 45 Součet 346.33 455.68 683.93 814.7 1181.45 Průměr 7.696222 10.12622 15.19844 18.10444 26.25444 Rozptyl 37.78838 67.94443 125.4277 186.0971 489.0403

Tab. 12: Anova- maximální navzlínaná výška při teplotě 20°C

ANOVA Zdroj variability Výběr Sloupce Interakce Dohromady

SS Rozdíl MS F Hodnota P F krit 30979.84 8 3872.48 339.4996 2.8E-104 1.990147 9553.756 4 2388.439 209.394 1.48E-66 2.421843 6844.111 32 213.8785 18.75069 5.54E-42 1.508071 2053.158 180 11.40643

Celkem

49430.86

224

56

1. Porovnání testového kritéria – testové kritérium F je ve všech třech případech (výběr, sloupce, interakce) větší než kritická hodnota F krit. 2. Porovnání hodnoty P a hodnoty α – hodnota P je ve všech třech případech (výběr, sloupce, interakce) větší než hodnota α (0,05). Po vyhodnocení výsledků nám jak porovnání testového kritéria, tak porovnání hodnot P a α byla nulová hypotéza o nevýznamnosti faktoru zamítnuta ve všech třech faktorech (výběr, sloupce, interakce).

Faktor „výběr“ – alespoň jeden druh dřeviny se statisticky významně odlišuje svou maximální navzlínanou výškou od ostatních.

Faktor „sloupce“ – jednotlivé časové úseky mají na maximální navzlínanou výšku statisticky prokazatelný vliv.

Faktor „interakce“ – interakce je statisticky významná, tj. hodnoty maximální navzlínané výšky u jednotlivých dřevin se s časem mění různě (nemění se stejným trendem). Tyto výsledky nám potvrzuje graf 5. Graf 5: Interakce čas*dřevina u vzlínání kapaliny při teplotě 20°C

Čas*Dřevina Vertikální sloupce označují 0.95 intervaly spolehlivosti 100 90 80

Výška vzlínání [mm]

70 60 50 40 30 20 10 0 -10 JS

BK

JV

SM

DB

Limba

Dřevina 57

SV

MD

BO

ČAS po 30 min. ČAS po 1 hod. ČAS po 2 hod. ČAS po 3 hod. ČAS po 24 hod.

6.2.2 Stejná dřevina (smrk) při teplotě 0, 20, 45°C Po uplynutí 30 minut od vložení vzorků do kapaliny proběhlo první měření maximální výšky, do které se kapalina dostala na zkušebním vzorku. Další měření proběhla po 1, 2 a 3 hodinách od vložení vzorku do kapaliny. Z naměřených hodnot byly vypočteny průměrné hodnoty pro každou dřevinu, a výpočtem byly stanoveny přírustky v každém časovém rozmezí. Výsledky maximálních výšek, do kterých kapalina po uplynutí stanovené doby navzlínala, jsou uvedeny v tabulce 13. Přírustky výšek v jednotlivých časových intervalech jsou uvedeny v tabulce 14. Tab. 13: Maximální navzlínaná výška po uplynutí dané doby při různé teplotě pro dřevo smrku

Maximální navzlínaná výška (mm) teplota po 30 min. po 1 hod. po 2 hod. po 3 hod. 3.91 8.41 9.09 11.57 0°C 5.34 6.94 14.47 16.02 20°C 15.41 23.33 31.02 37.88 45°C

Tab. 14: Přírustky výšky vzlínání v jednotlivých časových úsecích při různé teplotě pro dřevo smrku

Výška vzlínání v jednotlivých časových úsecích [mm] teplota 0-30 min 0.5-1 hod. 1-2 hod. 2-3 hod. 3.91 4.5 0.68 2.48 0°C 5.34 1.6 7.53 1.55 20°C 15.41 7.92 7.69 6.86 45°C

58

Graf 6: Maximální navzlínaná výška při různé teplotě pro dřevo smrku

Graf 7: Procentuální přírustek navzlínané výšky v jednotlivých časových úsecích při různé teplotě pro dřevo smrku

59

-

V každém měřeném časovém úseku navzlínalo nejvíce dřevo zahřáté na 45°C, se snižující se teplotou maximální navzlínaná výška klesala, nejmenších hodnot tedy dosahovali vzorky ochlazené na 0°C, výjimka se vyskytla jen při měření po 1 hodině od vložení vzorků do kapaliny, kdy byla nemenší navzlínaná výška naměřena u vzorků o teplotě 20°C.

-

Největší procentuální přírustky v intervalu 0,5 – 1 a 2 – 3 hodina byly naměřeny u vzorků ochlazených na 0°C a v intervalu 1 – 2 hodina u vzorků o teplotě 20°C.

6.2.2.1 Statistické vyhodnocení výsledků vzlínání pro smrk při různé teplotě - pro statistické vyhodnocení naměřených dat byla použita anova s opakovaným měřením. Tab. 15: Anova- maximální navzlínaná výška pro smrk při různé teplotě-jednotlivé teploty

Faktor po 30 min. po 1 hod. po 2 hod. po 3 hod. 0°C Počet 5 5 5 5 Součet 19.57 42.05 45.45 57.93 Průměr 3.914 8.41 9.09 11.586 Rozptyl 0.69223 0.84085 0.63065 3.30253 20°C Počet 5 5 5 5 Součet 26.68 34.7 72.34 80.12 Průměr 5.336 6.94 14.468 16.024 Rozptyl 0.56733 0.90475 3.77647 4.06438 45°C Počet 5 5 5 5 Součet 77.06 116.65 155.09 189.38 Průměr 15.412 23.33 31.018 37.876 Rozptyl 60.30517 54.18135 77.25477 92.58888

60

Celkem 20 165 8.25 9.219474 20 213.84 10.692 24.44815 20 538.18 26.909 134.1088

Tab. 16: Anova- maximální navzlínaná výška pro smrk při různé teplotě-celkem Faktor po 30 min. po 1 hod. po 2 hod. po 3 hod. Celkem Počet 15 15 15 15 Součet 123.31 193.4 272.88 327.43 Průměr 8.220667 12.89333 18.192 21.82867 Rozptyl 45.65562 74.71715 116.6251 170.0314

Tab. 17: Anova- maximální navzlínaná výška pro smrk při různé teplotě

ANOVA Zdroj variability Výběr Sloupce Interakce Dohromady

SS Rozdíl MS F Hodnota P F krit 4114.085 2 2057.042 82.5267 2.92E-16 3.190727 1603.426 3 534.4755 21.44268 5.92E-09 2.798061 387.8879 6 64.64798 2.593619 0.029415 2.294601 1196.437 48 24.92578

Celkem

7301.837

59

1. Porovnání testového kritéria – testové kritérium F je ve všech třech případech (výběr, sloupce, interakce) větší než kritická hodnota F krit. 2. Porovnání hodnoty P a hodnoty α – hodnota P je ve všech třech případech (výběr, sloupce, interakce) větší než hodnota α (0,05). Po vyhodnocení výsledků nám jak porovnání testového kritéria, tak porovnání hodnot P a α byla nulová hypotéza o nevýznamnosti faktoru zamítnuta ve všech třech faktorech (výběr, sloupce, interakce).

Faktor „výběr“ – alespoň jedna měřená teplota se statisticky významně odlišuje svou maximální navzlínanou výškou od ostatních.

Faktor „sloupce“ – jednotlivé časové úseky mají na maximální navzlínanou výšku statisticky prokazatelný vliv.

Faktor „interakce“ – interakce je statisticky významná, tj. hodnoty maximální navzlínané výšky u jednotlivých teplot se s časem mění různě (nemění se stejným trendem). Tyto výsledky nám potvrzuje graf 8.

61

Graf 8: Interakce čas*teplota u vzlínání kapaliny při různé teplotě

Čas*Teplota Vertikální sloupce označují 0.95 intervaly spolehlivosti 50 45 40

Výška vzlínání [mm]

35 30 25 20 15 10 5 0 -5 0

20

45

Teplota[°C]

ČAS po 30 min. ČAS po 1 hod. ČAS po 2 hod. ČAS po 3 hod.

6.3 Rychlost vzlínání Při zjišťování rychlosti vzlínání je nutné rozlišovat mezi průměrnou rychlostí vzlínání a okamžitou rychlostí vzlínání. Průměrná rychlost vzlínání je dána celkovou dráhou, kterou voda při výstupu dosáhne v určitém časovém intervalu. Okamžitá rychlost vzlínání je dána drahou, kterou voda při výstupu urazí mezi jednotlivými

časovými intervaly. Průměrná rychlost vzlínání byla vypočtena dle vzorce:

v průr . =

l t

[mm/min]

kde: l- celková navzlínaná výška [mm], t- čas potřebný na dosažení dané výšky [min]

62

Okamžitá rychlost vzlínání byla vypočtena dle vzorce:

v okam. =

l − l1 t1

[mm/min]

kde: l- nejvyšší navzlínaná výška [mm], l1- nejvyšší navzlínaná výška při předcházejícím měření [mm], t1- čas ve sledovaném intervalu [min]

6.3.1 Různé dřeviny při teplotě 20°C Tab. 18: Průměrná rychlost vzlínání při teplotě 20°C

Dřevina po 30 min. 0.162 JS 0.145 DB 0.091 SV 0.292 BK 0.241 JV 0.335 Limba 0.178 SM 0.107 MD 0.763 BO

Průměrná rychlost vzlínání [mm/min] po 1 hod. po 2 hod. po 3 hod. po 24 hod. průměr 0.119 0.098 0.087 0.013 0.0958 0.089 0.054 0.044 0.008 0.068 0.081 0.076 0.062 0.01 0.064 0.184 0.138 0.099 0.014 0.1454 0.143 0.106 0.088 0.015 0.1186 0.186 0.131 0.097 0.019 0.1536 0.115 0.121 0.089 0.013 0.1032 0.069 0.049 0.041 0.01 0.0552 0.53 0.365 0.298 0.059 0.403

Tab. 19: Okamžitá rychlost vzlínání při teplotě 20°C

Okamžitá rychlost vzlínání [mm/min] Dřevina 0-30 min. 0.5-1 hod. 1-2 hod. 2-3 hod. 3-24 hod. 0.162 0.076 0.076 0.065 0.003 JS 0.145 0.034 0.018 0.023 0.003 DB 0.091 0.07 0.072 0.032 0.003 SV 0.292 0.076 0.092 0.021 0.002 BK 0.241 0.046 0.068 0.054 0.004 JV 0.335 0.036 0.076 0.029 0.009 Limba 0.178 0.053 0.125 0.026 0.002 SM 0.107 0.032 0.03 0.022 0.005 MD 0.763 0.297 0.201 0.161 0.025 BO

63

Graf 9: Průměrná rychlost vzlínání při teplotě 20°C

Graf 10: Okamžitá rychlost vzlínání při teplotě 20°C

64

Z výsledků je patrné, že s přibývajícím časem se průměrná rychlost vzlínání snižovala u všech dřevin. Nejvyšší průměrnou rychlost po každém měření vykazovalo dřevo borovice, nejmenších dřevo modřínu. Nejvyšší rychlosti vzlínání dosahovaly všechny dřeviny během prvních 30 minut od vložení do kapaliny. Při pohledu na graf 9 je patrné, že okamžitá rychlost nám potvrzuje trend o klesající rychlosti vzlínání s přibývajícím časem. Ukazuje však, že u dřevin: smrk, limba, buk, javor okamžitá rychlost nepokračovala v propadu, ale v intervalu 1 – 2 hodiny se naopak zvýšil. Žebříček dřevin dle průměrných hodnot rychlosti vzlínání: 1. Borovice 0,403 mm/min 2. Limba 0,154 mm/min 3. Buk 0,145 mm/min 4. Javor 0,119 mm/min 5. Smrk 0,103 mm/min 6. Jasan 0,096 mm/min 7. Dub 0,068 mm/min 8. Švestka 0,064 mm/min 9. Modřín 0,55 mm/min Nejrychleji tedy vzlínala kapalina ve dřevě borovice, u ostatních dřevin byla rychlost vzlínání výrazně nižší. Z těchto dřevin vzlínala kapalina nejrychleji ve dřevinách roztroušeně pórovitých (limba, buk, javor). U dřeva s kruhovitě pórovitou stavbou dřeva byla rychlost vzlínání oproti dřevinám s roztroušeně pórovitou stavbou dřeva zhruba poloviční.

65

6.3.2 Stejná dřevina (smrk) při teplotě 0, 20, 45°C Tab. 20: Průměrná rychlost vzlínání při teplotě 0, 20, 45°C pro smrk

Průměrná rychlost vzlínání [mm/min] Teplota po 30 min. po 1 hod. po 2 hod. po 3 hod. průměr 0.13 0.14 0.076 0.064 0.1025 0°C 0.18 0.11 0.12 0.089 0.12475 20°C 0.51 0.38 0.258 0.211 0.33975 45°C

Tab. 21: Okamžitá rychlost vzlínání při teplotě 0, 20, 45°C pro smrk

Okamžitá rychlost vzlínání [mm/min] Teplota 0-30 min 0.5-1 hod. 1-2 hod. 2-3 hod. 0.13 0.15 0.011 0.041 0°C 0.18 0.05 0.125 0.025 20°C 0.51 0.26 0.128 0.114 45°C

Graf 11: Průměrná rychlost vzlínání při různé teplotě pro smrk

66

Graf 12: Okamžitá rychlost vzlínání při různé teplotě pro smrk

Při stanovování rychlosti vzlínání pro dřevo smrku při různé teplotě bylo zjištěno, že se zvyšující se teplotou zkušebních vzorků se rychlost vzlínání také zvyšuje. U vzorků zahřátých na teplotu 45°C byla nejvyšší okamžitá rychlost vzlínání naměřena během prvních 30 min od vložení do kapaliny (0.51 mm/min) a s přibývajícím časem se tato rychlost zmenšovala. U vzorků o pokojové teplotě (20°C) byla nejvyšší okamžitá rychlost vzlínání naměřena také během prvních 30 min od vložení do kapaliny (0.18 mm/min), v následujících 30 minutách (časový interval 0,5 – 1 hodina) však nastal propad až na rychlost 0.05 mm/min a v následujícím časovém intervalu (1 – 2 hodina) tato rychlost opět poměrně strmě stoupla až na hodnotu 0.125 mm/min. V následujícím časovém intervalu se okamžitá rychlost vzlínání už jen snižovala. U vzorků ochlazených na teplotu 0°C byla nejvyšší okamžitá rychlost vzlínání naměřena až v druhém měřeném časovém intervalu (0,5 – 1 hodina) a to 0,15 mm/min. V následujícím časovém intervalu 1 – 2 hodina se rychlost vzlínání snižovala, mezi 2 – 3 hodinou se rychlost vzlínání začala opět zvyšovat.

67

6.4 Bobtnání konců ponořených do kapaliny Před vložením do kapaliny byly všechny vzorky změřeny a jejich rozměry zaznamenány. Po ukončení zkoušky vzlínání (24 hodin) proběhlo opětovné měření příčných rozměrů konců namočených do kapaliny. Nabobtnalé rozměry byly měřeny pouze při experimentu 1, tedy u všech dřevin při teplotě 20°C. Po dosazení naměřených hodnot do níže uvedeného vzorce bylo vypočteno, o kolik procent daná dřevina nabobtnala (zvětšila své rozměry v daném směru).

αi =

aiw 2 − aiw1 *100 [%] aiw1

kde: aiw1- rozměr v libovolném směru před bobtnáním, aiw2- rozměr v libovolném směru po bobtnání. Vypočet byl zaměřen pouze na příčné rozměry konců zkušebních vzorků, které byly během experimentu ponořeny do kapaliny. Ve výsledcích jsou tedy uvedeny jen procentuální změny rozměrů a, b.

Obr. 23: Znázornění příčných rozměrů zkušebního vzorku

68

Výsledky částečného bobtnání pro jednotlivé dřeviny jsou uvedeny v tabulce 6. Tab. 22: Částečné bobtnání jednotlivých dřevin

Dřevina JS DB SV BK JV Limba SM MD BO

Bobtnání [%] rozměr a rozměr b 2.04 4.14 0.4 0.68 1.66 2.75 7.34 6.8 6.93 5.51 2.08 3.21 3.75 2.75 2.44 4.13 6.12 3

Graf 13: Částečné bobtnání příčných rozměrů u jednotlivých dřevin

Z grafu 3 je patrné, že při zkoušce vzlínání bobtnaly nejvíce dřeviny s roztroušeně pórovitou stavbou dřeva. Největší procentuální změny u obou sledovaných rozměrů dosáhlo dřevo buku, naopak nejméně nabobtnalo dřevo dubu.

69

6.4.1 Statistické vyhodnocení dat – popisná statistika Tab. 23: Částečné bobtnání- popisná statistika pro JS, BK, JV

Dřevina JS BK JV Rozměr a b a b a b 5 5 5 5 5 5 N platných 51.20 31.10 53.60 32.00 53.40 31.60 Průměr 51.00 31.00 53.00 32.00 53.00 32.00 Medián 51.00 31.00 53.00 32.00 53.00 31.00 Minimum 52.00 31.50 55.00 32.00 54.00 32.00 Maximum 0.20 0.05 0.80 0.00 0.30 0.30 Rozptyl 0.447214 0.223607 0.894427 0.000000 0.547723 0.547723 Sm.odch. 0.873464 0.718993 1.668707 0.000000 1.025698 1.733299 Koef.prom. 0.20 0.10 0.40 0.00 0.24 0.24 Směrod.chyba

Tab. 24: Částečné bobtnání- popisná statistika pro SM, DB, limba

Dřevina SM DB Limba Rozměr a b a b a b 5 5 5 5 5 5 N platných 51.80 30.80 50.20 30.20 51.00 30.90 Průměr 52.00 31.00 50.00 30.00 51.00 31.00 Medián 51.00 30.00 50.00 30.00 50.50 30.50 Minimum 52.00 31.00 51.00 31.00 51.50 31.00 Maximum 0.20 0.20 0.20 0.20 0.125 0.05 Rozptyl 0.447214 0.447214 0.447214 0.447214 0.353553 0.223607 Sm.odch. 0.863347 1.451992 0.890864 1.480840 0.693242 0.723647 Koef.prom. 0.20 0.20 0.20 0.20 0.158 0.10 Směrod.chyba

Tab. 25: Částečné bobtnání- popisná statistika pro SV, MD, BO

Dřevina SV MD BO Rozměr a b a b a b 5 5 5 5 5 5 N platných 50.80 30.80 51.20 31.20 53.00 30.90 Průměr 50.50 30.50 51.50 31.50 53.00 31.00 Medián 50.00 30.50 50.00 30.00 52.00 30.50 Minimum 51.50 31.50 51.50 32.00 54.00 31.00 Maximum 0.45 0.20 0.45 0.575 0.625 0.05 Rozptyl 0.670820 0.447214 0.670820 0.758288 0.790569 0.223607 Sm.odch. 1.320513 1.451992 1.310196 2.430409 1.491640 0.723647 Koef.prom. 0.30 0.20 0.30 0.339 0.353 0.10 Směrod.chyba 70

6.5 Vodivé cesty Po vytažení vzorků z kapaliny byly příčně rozřezány namočené konce. Po rozřezání byly na jednotlivých řezech makroskopicky vyhodnoceny vodivé cesty. Na řezu však byly makroskopicky zřetelné pouze u dřeva borovice a smrku. U ostatních dřevin nebylo možné vodivé cesty makroskopicky odlišit. Obr. 24: Dřevo smrku po zkoušce vzlínání, příčný řez

Letní dřevo Jarní dřevo

71

Obr. 25: Dřevo borovice po zkoušce vzlínání, příčný řez

Letní dřevo Jarní dřevo

Na obrázku 24 a 25 je patrné, že kapalina vzlínala hlavně v letním dřevě. Tento jev si můžeme vysvětlit tak, že v jarním dřevě těchto dřevin proběhla aspirace ztenčenin buněčných stěn a to poté bylo pro kapalinu hůře prostupné.

72

7 DISKUSE Vzlínání kapaliny ve dřevě Při experimentu s různou dřevinou při stejné teplotě (20°C) byla zjištěna nejvyšší rychlost vzlínání, maximální výška do které kapalina navzlíná a s tím spojené množství nasáté kapaliny u dřeviny borovice, následovaly dřeviny s roztroušeně pórovitou stavbou dřeva (buk, javor, limba). Dřeviny s kruhovitě (dub, jasan) a polokruhovitě (švestka) pórovitou stavbou dřeva a zbylé jehličnaté dřeviny (smrk, modřín) vykazovali zpravidla nižší hodnoty. Nejnižší hodnoty byly naměřeny (dle druhu testu) u dubu a modřínu. Vysoké hodnoty vzlínání u dřeva borovice si můžeme vysvětlit vyšším zastoupením letního dřeva (v porovnání se smrkem a modřínem), které je pro kapalinu lépe prostupné a přítomností bradavičnaté W vrstvy ve ztenčeninách buněčných stěn, jejíž přítomnost může propustnost kapaliny ve dřevě značně zvýšit. Ostatní jehličnany jsou pro kapalinu mnohem méně prostupné než dřeviny listnaté (dle Horáček, 2001). Nízké hodnoty vzlínání u dřeva modřínu mohou být naopak způsobeny přítomností většího množství pryskyřice. Svou roli u jehličnatých dřevin sehrává i aspirace ztenčenin buněčných stěn tracheid. Roztroušeně pórovité dřeviny jsou pro vodu relativně dobře prostupné, jejich mikropóry jsou rozloženy rovnoměrně v celém letokruhu. Cévní články buku i javoru se

řadí mezi středně dlouhé (350-800 µm), což má na vzlínavost kapaliny pozitivní vliv. Šířka cév je u těchto dřevin většinou menší jak 50 µm, čímž se řadí mezi cévy velmi úzké. U tropických roztroušeně pórovitých dřevin (limba) se šířka cév pohybuje v rozmezí 100-200 (300) µm. Velmi malá šířka cév a jejich dobrá prostupnost pro kapalinu vytváří u těchto dřevin relativně dobré podmínky pro vzlínání kapaliny. Polokruhovitě pórovité dřeviny, v našem případě dřevo švestky, má mikropóry nahloučeny ve vrstvě jarního dřeva, což může zpomalovat proces vzlínání kapaliny a snižovat množství nasáté kapaliny. Důvodem je menší počet relativně dobře prostupných mikropórů v letokruhu. Šířka cév je zpravidla do 150 µm. U dřeva švestky bylo k experimentu použito jádrové dřevo, které je pro kapaliny hůře prostupné než dřevo bělové. V jádrovém dřevě švestky je častý výskyt jádrových látek v cévách, které prostupnost pro kapaliny ještě snižují.

73

Kruhovitě pórovité dřeviny jsou pro kapaliny hůře propustné. Důvodem je většinou ucpání cév thylami, které jsou poté pro kapaliny nepropustné. Tím si můžeme vysvětlit i nízké hodnoty vzlínání dubu, ve kterém je výskyt thyl velmi častý. Mikropóry se vyskytují v letním dřevě (šířka 20-40 µm), v jarním dřevě se vyskytují makropóry (šířka 200-400 µm), (Šlezingerová, 2002; Wagenfür 2000). Na vzlínání kapaliny- její rychlost, maximální výšku a množství nasáté kapaliny má vliv zejména anatomická stavba dřeva, zastoupení chemických látek, odklon vláken a fibrilární struktura, hustota zkoušené dřeviny, poměr jarního a letního dřeva, délka vodivých elementů, šířka lumenů, uspořádání a velikost cév ve dřevě listnatých kruhovitě- a roztroušeně pórovitých dřevin a tracheid v jarním a letním dřevě jehličnatých dřevin, pórovitost dřeva. Při experimentu s různou teplotou (0, 20, 45°C) bylo prokázáno, že se zvyšující se teplotou roste rychlost vzlínání, maximální výška do které kapalina navzlíná a s tím spojené množství nasáté kapaliny. Teplota vzorku je při kontaktu přenášena i na kapalinu, ta je buď ochlazována, nebo zahřívaná a tím se mění intenzita pohybu molekul kapaliny. Bobtnání konců ponořených do kapaliny Při zkoušce vzlínání bobtnaly nejvíce dřeviny s roztroušeně pórovitou stavbou dřeva. Největší procentuální změny u obou sledovaných rozměrů dosáhlo dřevo buku, naopak nejméně nabobtnalo dřevo dubu. U dřeva dubu může být malé procento nabobtnání způsobeno přítomností thyl v cévách, které výrazně snižují prostupnost a pohyb vody ve dřevě. Naopak dřeviny s roztroušeně pórovitou stavbou dřeva jsou pro vodu relativně dobře propustné a jejich největší procentuální nabobtnání můžeme připisovat vyšší hustotě dřeva. Vzhledem k neměnnosti rozměrů lumenu během bobtnání dřeva se vyšší hustota promítá do výraznějších rozměrových změn. Navíc při vyšší hustotě se ve dřevě vyskytuje vyšší počet potenciálních sorpčních míst v tlustších buněčných stěnách elementů dřeva.

74

Vodivé cesty Při určování vodivých cest bylo zjištěno, u dřeva smrku a borovice, že kapalina vzlínala hlavně v letním dřevě. Tento jev si vysvětlujeme aspirací ztečenin buněčných stěn v jarním dřevě, které poté bylo pro kapalinu hůře prostupné. Nasáklivost dřeva, tedy jeho propustnost pro kapaliny značně ovlivňuje jeho předcházející sušení. Pohyb vody kapalné nad mezí hygroskopicity při sušení způsobuje vznik značných kapilárních sil, které mohou způsobit vychýlení uzavírací blanky nebo marga a torusu ve dvojtečkách vodivých elementů dřeva a uzavřeni tak vodivých cest (kapitola 4.10.1.4, obr. 20). Po aspiraci dvojteček zůstává torus poután chemickými vazbami na valy sekundární bun ěč né st ě ny dvojte č ky a tím p ř ispívá ke snížení propustnosti. Toto se týká zejména jehličnatých dřevin s přítomností torusu (SM, BO, MD). Uzavírání dvojteček probíhá jinak u tracheid jarního a letního dřeva. Vzhledem k odlišným rozměrům ztenčenin u obou typ ů tracheid je pot řeba k uzav ření jarní dvojtečky navodit tlak 5 MPa, zatímco u letní tracheidy 50 MPa. Tlaku 50 MPa však nem ů že být ve d ř ev ě b ě hem vysoušení dosaženo, proto letní tracheidy z ů stávají na rozdíl od jarních tracheid po sušení relativně průchozí a propustné (Horáček, 2001).

75

8 ZÁVĚR Cílem diplomové práce bylo zjistit rychlost vzlínání kapaliny u vybraných dřevin a její závislost na teplotě dřeva. Experiment byl zaměřen na zjištění rychlosti vzlínání, maximální dosažené výšce vzlínající kapaliny, množství nasáté kapaliny a s tím spojené rozměrové změny a zjištění závislosti mezi vzlínáním a teplotou. Při experimentu s různými dřevinami při stejné teplotě, konkrétně při teplotě 20°C bylo zjištěno, že druh dřeviny má na vzlínání kapaliny podstatný vliv. Téměř ve všech sledovaných kritériích (maximální navzlínaná výška, množství nasáté kapaliny, okamžitá i průměrná rychlost vzlínání) dosahovalo nejvyšších hodnot dřevo borovice. Vysoké hodnoty vzlínání u borovice jsou dány především přítomností bradavičnaté W vrstvy ve ztenčeninách buněčných stěn, jejíž přítomnost může propustnost kapaliny ve dřevě zvýšit. Nejnižších hodnot vzlínání dosahovaly střídavě dle sledovaného kritéria dřeviny dubu a modřínu. Konkrétně nejméně nasáté kapaliny a nejnižší rychlost vzlínání byla naměřena u dřeva modřínu a nejnižší navzlínaná výška u dřeva dubu. Tyto nízké hodnoty jsou zpravidla způsobeny ucpáním vodivých elementů dřeva, tedy přítomností thyl v cévách dubu a pryskyřice ve dřevě modřínu. Na vzlínání kapaliny ve dřevě má ale vliv více faktorů, mezi ty nejdůležitější patří: hustota dřeva, poměr jarního a letního dřeva, pórovitost dřeva, délka vodivých elementů dřeva, uspořádání a velikost cév ve dřevě listnatých kruhovitě- a roztroušeně pórovitých dřevin a tracheid v jarním a letním dřevě jehličnatých dřevin, zastoupení chemických látek, vysušení dřeva před zkouškou vzlínání. Při stanovování částečného bobtnání vzorků (konců ponořených do kapaliny), nabobtnaly nejvíce dřeviny s roztroušeně pórovitou stavbou dřeva (buk, javor), jenž jsou pro kapalinu relativně dobře propustné a mají vyšší hustotu, která má na bobtnání podstatný vliv. Při experimentu se stejnou dřevinou (smrk) při různé teplotě, konkrétně při teplotách 0, 20 a 45°C bylo zjištěno, že teplota má na vzlínání kapaliny ve dřevě významný vliv. Se zvyšující se teplotou se maximální navzlínaná výška, množství nasáté kapaliny i rychlost vzlínání zvyšuje. Všechny výsledky a závěry mě byly při statistickém vyhodnocení potvrzeny a může se z nich vycházet při dalším měření nasáklivosti dřevin, nebo při určování impregnovatelnosti dřevin.

76

Conclusion: The goal of diploma thesis was to discover velocity of capillary action of elected woody plants and its influence on wood temperature. An experiment was focused on detection of capillary action velocity, maximal reached elevation of capillary liquid, amount of sucked liquid with concerning dimensional changes and detection of influence between capillary action and temperature. During the experiment with different woody plants in constant temperature, concretely 20°C was discovered that kind of woody plant has substantial effect on capillary action of liquid. The highest values reached the wood of pine tree almost in all monitored criterias (maximal capillary elevation,amount of sucked liquid, immediate and average velocity of capillarity). High values of capillary action of the pine tree are determined firstly by the presence of pustular W layer in norrowing cell walls which can increase permeability in wood. The lowest values of capillary action were reached by woody plants of oak tree and larch tree. Concretely the lowest amount of sucked liquid and the lowest velocity of capillary action were measured in wood of larch tree and the lowest capillary elevation was measured in wood of oak tree. These low values are caused by congestion of conductive elements of wood, so by the presence of thyl in vessels of the oak tree and resin in wood of the larch. More factors influence capillary action of wood . The most important are wood density, rate of early wood and late wood, porosity of wood, length of wood conductive elements, ordering and size of vessels in wood of broad-leaved woody plants with circular and difuse porous wood and tracheids in spring wood and summer wood of coniferous trees, representation of chemical substances, wood desiccation before the capillry experiment. During establishment of partial swelling of samples (underliquid end of wood), woody plants with difuse porous wood structure (beech, maple) swelled the most because they are relatively well dissolvable for the liquid and they have higher density which has substantial effect on the swelling.

77

During the experiment with the same woody plant (spruce) in different temperatures, concretely in temperatures 0°C, 20°C and 45°C was discovered that the temperature has important influence. Maximal capillary elevation, amount of sucked liquid and also velocity of capillary action is going up with rising temperature. All results and conclusions was confirmed during statical valuating and it can result from them during determinating of impregnation of wood.

78

9 SEZNAMY Seznam použité literatury: • Šlezingerová J.-Gandelová L., Stavba dřeva, MZLU v Brně, 2002.

ISBN 80-7157-636-0. •

Horáček P., Fyzikální a mechanické vlastnosti dřeva I, MZLU v Brně, 2001. ISBN 80-7157-347-7.

•

Požgaj A. et.al., Štruktúra a vlastnosti dreva, Príroda Bratislava, 1997. ISBN 80-07-00600-1.

•

Matovič A., Fyzikální a mechanické vlastnosti dřeva a materiálů na bázi dřeva, VŠZ Brno, 1993. ISBN 80-7157-086-9.

•

Gibbs N., Dřevo, (The Wood handbook), Slovart, 2005. ISBN 80-7209-720-2.

•

Wagenfür R., Holzatlas, 2000. ISBN 3-446-21390-2.

•

Vavrčík H., Lexikon dřev, 2002.

•

Šlezingerová J., Lexikon tropických dřev, 2003.

Seznam internetových stránek: • [1] http://cs.wikipedia.org/wiki/Javor, 10.2.2009 • [2] http://botanika.wendys.cz/kytky/K503.php, 10.2.2009 • [3] http://cs.wikipedia.org/wiki/Slivo%C5%88_%C5%A1vestka, 10.2.2009 • [4]http://www.oa.svitavy.cz/pro/renata/priroda/priroda1/stromy/stromy1/z7a23/s

vestka.htm, 10.2.2009 • [5] http://cs.wikipedia.org/wiki/Dub, 10.2.2009 • [6] http://botanika.wendys.cz/kytky/K607.php , 10.2.2009 • [7] http://cs.wikipedia.org/wiki/Jasan, 10.2.2009 • [8] http://botanika.wendys.cz/kytky/K592.php, 10.2.2009 • [9] http://cs.wikipedia.org/wiki/Smrk, 10.2.2009 • [10] http://botanika.wendys.cz/kytky/K632.php, 10.2.2009 • [11] http://cs.wikipedia.org/wiki/Mod%C5%99%C3%ADn, 10.2.2009 • [12] http://botanika.wendys.cz/kytky/K541.php, 10.2.2009 • [13] http://cs.wikipedia.org/wiki/Borovice, 10.2.2009 • [14] http://botanika.wendys.cz/kytky/K539.php, 10.2.2009

79

• [15] http://cs.wikipedia.org/wiki/Buk, 10.2.2009 •

[16] http://botanika.wendys.cz/kytky/K693.php, 10.2.2009

• [17] http://en.wikipedia.org/wiki/Terminalia_superba, 11.2.2009 • [18] tpm.fsv.cvut.cz/vyuka/materialy_izolace/prednaskaII_IZMA.pdf,

21.2.2009 • [19] http://www.fce.vutbr.cz/veda/dk2004texty/1_02sekce.asp, Havlová R.,

Vlhkostní vlastnosti materiálů, 20.2.2009 • [20] http://cs.wikipedia.org/wiki/Kapil%C3%A1ra, 21.2.2009 • [21] http://cs.wikipedia.org/wiki/Kapilarita, 21.2.2009 • [22]http://cs.wikipedia.org/wiki/Kapil%C3%A1rn%C3%AD_elevace_a_deprese

, 21.2.2009 Seznam obrázků: Obr. 1: Dřevo javoru- radiální řez, Vavrčík, lexikon dřev 2002 Obr. 2: Mikroskopická stavba dřeva javoru, Vavrčík, lexikon dřev 2002 Obr. 3: Dřevo švestky- radiální řez, Vavrčík, lexikon dřev 2002 Obr. 4: Dřevo dubu- radiální řez, Vavrčík, lexikon dřev 2002 Obr. 5: Mikroskopická stavba dřeva dubu, Vavrčík, lexikon dřev 2002 Obr. 6: Dřevo jasanu- radiální řez, Vavrčík, lexikon dřev 2002 Obr. 7: Mikroskopická stavba dřeva jasanu, Vavrčík, lexikon dřev 2002 Obr. 8: Dřevo smrku- radiální řez, Vavrčík, lexikon dřev 2002 Obr. 9: Mikroskopická stavba dřeva smrku, Vavrčík, lexikon dřev 2002 Obr. 10: Dřevo modřínu-radiální řez, Vavrčík, lexikon dřev 2002 Obr. 11: Mikroskopická stavba dřeva modřínu, Vavrčík, lexikon dřev 2002 Obr. 12: Dřevo borovice- radiální řez, Vavrčík, lexikon dřev 2002 Obr. 13: Mikroskopická stavba dřeva borovice, Vavrčík, lexikon dřev 2002 Obr. 14: Dřevo buku- radiální řez, Vavrčík, lexikon dřev 2002 Obr. 15: Mikroskopická stavba dřeva buku, Vavrčík, lexikon dřev 2002 Obr. 16: Dřevo limby-radiální řez, Šlezingerová, lexikon tropických dřev 2003 Obr. 17: Mikroskopická stavba dřeva limby, Šlezingerová, lexikon tropických dřev 2003 Obr. 18: Kapilární elevace, [22] Obr. 19: Kapilární elevace vody při různém poloměru kapiláry, [20] Obr. 20: Mechanismus uzavírání dvůrkatých ztenčenin, Horáček 2001 80

Obr. 21: Základní rozměry zkušebního vzorku Obr. 22: Měření maximální navzlínané výšky pomocí digitálního posuvného měřítka Obr. 23: Znázornění příčných rozměrů zkušebního vzorku Obr. 24: Dřevo smrku po zkoušce vzlínání, příčný řez Obr. 25: Dřevo borovice po zkoušce vzlínání, příčný řez

Seznam tabulek: Tab. 1: Přehled objemového zastoupení a rozměrů anatomických elementů dřeva, Horáček 2001 Tab. 2: Množství nasáté kapaliny- popisná statistika pro JS, BK, JV při teplotě 20°C Tab. 3: Množství nasáté kapaliny- popisná statistika pro SM, DB, limba při teplotě 20°C Tab. 4: Množství nasáté kapaliny- popisná statistika pro SV, MD, BO při teplotě 20°C Tab. 5: Množství nasáté kapaliny- popisná statistika pro SM při různé teplotě Tab. 6: Maximální navzlínaná výška po uplynutí dané doby při teplotě 20°C Tab. 7: Přírustky výšky vzlínání v jednotlivých časových úsecích při teplotě 20°C Tab. 8: Anova- maximální navzlínaná výška při teplotě 20°C- kruhovitě (JS, DB) a polokruhovitě (SV) pórovité dřeviny

Tab. 9: Anova- maximální navzlínaná výška při teplotě 20°C- roztroušeně pórovité dřeviny

Tab. 10: Anova- maximální navzlínaná výška při teplotě 20°C- jehličnaté dřeviny Tab. 11: Anova- maximální navzlínaná výška při teplotě 20°C- celkem Tab. 12: Anova- maximální navzlínaná výška při teplotě 20°C Tab. 13: Maximální navzlínaná výška po uplynutí dané doby při různé teplotě pro dřevo smrku

Tab. 14: Přírustky výšky vzlínání v jednotlivých časových úsecích při různé teplotě pro dřevo smrku

Tab. 15: Anova- maximální navzlínaná výška pro smrk při různé teplotě-jednotlivé teploty

Tab. 16: Anova- maximální navzlínaná výška pro smrk při různé teplotě-celkem Tab. 17: Anova- maximální navzlínaná výška pro smrk při různé teplotě Tab. 18: Průměrná rychlost vzlínání při teplotě 20°C Tab. 19: Okamžitá rychlost vzlínání při teplotě 20°C Tab. 20: Průměrná rychlost vzlínání při teplotě 0, 20, 45°C pro smrk 81

Tab. 21: Okamžitá rychlost vzlínání při teplotě 0, 20, 45°C pro smrk Tab. 22: Částečné bobtnání jednotlivých dřevin Tab. 23: Částečné bobtnání- popisná statistika pro JS, BK, JV Tab. 24: Částečné bobtnání- popisná statistika pro SM, DB, limba Tab. 25: Částečné bobtnání- popisná statistika pro SV, MD, BO

Seznam grafů: Graf 1: Množství nasáté kapaliny pro všechny dřeviny při teplotě 20°C po 24 hod Graf 2: Množství nasáté kapaliny pro dřevinu smrk při teplotách 0, 20 a 45°C po 3 hod Graf 3: Maximální navzlínaná výška při teplotě 20°C Graf 4: Procentuální přírustek navzlínané výšky v jednotlivých časových úsecích Graf 5: Interakce čas*dřevina u vzlínání kapaliny při teplotě 20°C Graf 6: Maximální navzlínaná výška při různé teplotě pro dřevo smrku Graf 7: Procentuální přírustek navzlínané výšky v jednotlivých časových úsecích při různé teplotě pro dřevo smrku

Graf 8: Interakce čas*teplota u vzlínání kapaliny při různé teplotě Graf 9: Průměrná rychlost vzlínání při teplotě 20°C Graf 10: Okamžitá rychlost vzlínání při teplotě 20°C Graf 11: Průměrná rychlost vzlínání při různé teplotě pro smrk Graf 12: Okamžitá rychlost vzlínání při různé teplotě pro smrk Graf 13: Částečné bobtnání příčných rozměrů u jednotlivých dřevin

82