Nekovové materiály - drevo na UKF Nitra Protokoly na labáky + tézy

Úloha: -stanovenie počtu ročných kruhov

Pomôcky: -skúšobné vzorky ihličnatých a listnatých drevín
-posuvné meradlo
-ceruza
-pravítko

Postup: 1. naneste v radiálnom smere priamku na skúšobnú vzorku,
2. posuvným meradlom odmerajte na priamke vzdialenosť medzi väčším počtom letných kruhov
3. spočítajte ročné kruhy.
4. vypočítajte priemerný počet letných kruhov na 1 cm podľa vzorca

n = N / l n = počet r. kruhov na 1 cm
N = celkový počet r. kruhov na meranej úsečke
l = dĺžka úsečky

Teória: Ročný kruh je tvorený jarným a letným prírastkom dreva, čo sa prejaví na dvojakom sfarbení jedného ročného kruhu. Toto nám umožňuje presne zistiť, kde sa jeden ročný kruh začína a druhý končí. Môžeme teda zmerať hustotu letných kruhov, ktorá závisí od druhu dreviny a od vývinu dreviny. Listnaté dreviny majú hustejšie ročné kruhy ako ihličnaté a sú tvrdšie. Hustejšie (užšie) ročné kruhy rastú v suchých a neúrodných rokoch a riedke (široké) rastú v rokoch, keď má strom dostatok vlahy, svetla, tepla a výživných látok. Ročný kruh je teda plošným prírastkom dreva za jeden rok.


Vypracovanie:

Tabuľka:

Vzorka (sk) Vzorka (lat) l [ cm] N [ r. kruhy] n [r. kruhy / cm ]
Smrek Picea sp. 4,27 18 4,22
Dub Quercus sp. 2,65 17 6,41


Obrázok:








Záver: Výsledkom merania je číselná hodnota vyjadrujúca hustotu ročných kruhov. Porovnaním sme zistili, že dub má ročné kruhy hustejšie ako smrek. Smrek je ihličnatá drevina a dub listnatá. Hustota ročných kruhov smreka je 4,22 kruhov na centimeter a hustota ročných kruhov duba je 6,41 kruhov na centimeter.

Skreslenie nameraných údajov mohlo spôsobiť to, že ak bola vzorka odobratá zo severnej strany stromu, letokruhy by tu boli hustejšie ako keby bola vzorka z južnej strany. To isté platí aj pre stromy rastúce na kraji lesa – zo svetlej strany sú letokruhy širšie, ako z tienistej.



Úloha: Stanovte podiel jarného a letného dreva. Pomôcky: -Skúšobné vzorky ihličnatých a listnatých drevín
-posuvné meradlo
-ceruza
-pravítko

Postup : 1. naneste v radiálnom smere priamku na skúšobnú vzorku
2. posuvným meradlom zmerajte vzdialenosť medzi čo najväčším počtom ročných kruhov.
3. spočítajte ročné kruhy
4. v každom ročnom kruhu odmerajte letný prírastok
5. spočítajte letné prírastky
6. vypočítajte podiel letného dreva s presnosťou na 5% podľa vzorca:

p = (Σ δ / l ).

100% p = podiel letného dreva
δ = hrúbka letného prírastku
l = celková dĺžka meraného úseku

Teória: Ročný kruh je tvorený jarným a letným prírastkom dreva, čo sa prejaví na dvojakom sfarbení jedného ročného kruhu. Najvýraznejšie ročné kruhy majú ihličnaté dreviny, pozorujeme tu najväčší rozdiel medzi svetlým, mäkkým a riedkym jarným drevom oproti letnému drevu.
Kruhovito-pórovité dreviny (dub) majú jarné drevo tmavšie ako letné. V jarnom dreve majú makroskopické póry, viditeľné v priečnom reze ako okrúhle otvory a na pozdĺžnom reze ako ryhy zvýrazňujúce ročné kruhy.
Roztrúseno-pórovité dreviny majú ročné kruhy málo zreteľné, zvýraznené len málo, letným drevom.

Vypracovanie:

Tabuľka:
Vzorka (sk) Vzorka (lat) l [cm] Σ δ [mm] p [%]
Smrek Picea sp. 3,31 9,95 30
Dub Quercus sp. 3,16 17,4 55

Obrázok:







Záver:
Je zjavné, že rôzne dreviny majú rozdielny pomer medzi letným a jarným prírastkom. U smreka tvorí letný prírastok len jednu tretinu celkového ročného prírastku, pretože smrek patrí medzi ihličnaté dreviny. Dub patrí medzi kruhovito-pórovité dreviny a letný prírastok predstavuje viac ako polovicu z celkového prírastku.




Úloha: Pozorovanie mikroskopických znakov pomocou mikroskopu.

Pomôcky: -mikroskop
-sada vzoriek

Postup : 1. zostavte mikroskop
2. pozorujte v mikroskope rôzne dreviny v priečnom a pozdĺžnom reze.
3. pozorovania zakreslite

Teória: Mikroskopické = voľným okom neviditeľné, pozorovateľné mikroskopom.
Mikroskopické skúmanie sa vykonáva na mikroskopoch, pri použití spodného svetla. Používané preparáty sú tzv. „mikrotómy“, teda veľmi tenké rezy, rádovo niekoľko µm. Tieto sú vyhotovené na presných rezačkách a ďalej sú plastifikované , prifarbované a konzervované. Okrem umelých farbív sú v preparátoch aj pôvodné prírodné farbivá a to zelený chlorofil v chloroplastoch a oranžové, žlté, hnedé a iné pigmenty v chromoplastoch. Chlorofyl sa v dreve vyskytuje vo veľmi malej miere a prevláda skôr v listoch, kde je potrebný k fotosyntéze. Mikroskopické pozorovanie je jedným zo zdrojov poznatkov, potrebných na určenie vlastností dreva, pretože tieto závisia od vlastností a usporiadania buniek v drevnej mase. Vypracovanie:

Obrázky:

Priečny rez vetvou lipy, zväčšené 200x









Pozdĺžny rez vetvou borovice, zväčšené 200x









Záver: V priečnom reze lipy sú zachytené tri letné prírastky a dva hnedasto-žlté jarné prírastky.

V letných prírastkoch sú viditeľné veľké cievy, ktoré majú vodivú funkciu.




Úloha: Fyzikálne vlastnosti dreva – meranie hustoty

Pomôcky: -Skúšobné vzorky ihličnatých a listnatých drevín
-posuvné meradlo
-ceruza
-pravítko
-analytické váhy

Postup : 1.posuvným meradlom zmerajte rozmery vzoriek
2. z rozmerov vzoriek vypočítajte ich objem
3. každú vzorku odvážte na analytických váhach
4. z objemu a hmotnosti vzorky vypočítajte jej hustotu podľa vzorca a porovnajte s tabuľkovými hodnotami

Teória: Hustota dreva je daná hlavne obsahom vody, druhom dreviny a podmienkami rastu. Najviac pri tom rozhoduje voda voľná, (kapilárna,) ktorá sa nachádza v medzibunkových priestoroch. Podľa druhu dreviny sa mení hustota od hodnôt nižších ako 550 kg/m3 u ľahkých drevín až po hodnoty nad 1000kg/m3 u takzvaných „železných“ drevín, ktoré sa však u nás nevyskytujú. U nás sa vyskytujú dreviny asi do hustoty 750kg/m3. Ak drevina rástla rýchlo, v klimaticky výhodných podmienkach, jej ročné kruhy sú riedke a hustota dreva je pomerne nízka. Pri drevinách, ktoré rástli v nepriaznivých podmienkach, sú ročné kruhy pri sebe bližšie a hustota dreva je väčšia. Hustota dreva je dôležitá pri transporte dreva. Dreviny hustejšie ako 1000 Kg/m3 nemožno splavovať. Husté tuzemské dreviny, ako napr. buk nemožno naložiť na dopravné prostriedky tak vrchovato, ako napríklad cudzokrajnú balzu, lebo by mohlo dôjsť k preťaženiu. Vypracovanie:

Tabuľka:
Vzorka (Sk) Vzorka (Lat) Mokré Suché
m [g] V [cm3] ρ [ g/cm3] m [g] V [cm3] ρ [g/cm3]
jaseň Fraxinus sp. 33,352 35,93 0,928
jaseň Fraxinus sp. 31,206 44,17 0,706


Záver: Jednoznačne môžeme usúdiť, že jaseň je splavný, pretože jeho hustota je aj v mokrom stave menšia, ako hustota vody. Patrí však medzi hustejšie dreviny, pretože má v suchom stave ρ=706 Kg/m3. Skresľujúcim faktorom merania bolo obtiažne zistenie presného objemu. Drevený kváder sme merali 3x a z nameraných hodnôt sme spravili priemer, z ktorého sme vypočítali objem. Vlhká vzorka bola pred meraním vystavená dlhodobo poveternostným vplyvom, toho dňa aj rannej hmle. Suchá vzorka bola uložená pred meraním vo vykurovaných priestoroch. Záludným faktorom mohla byť rôzna hrúbka ročných kruhov, pretože užšie kruhy majú väčšiu hustotu, ako široké. Preto sme si obidve vzorky museli zvoliť s približne rovnakými rozostupmi ročných kruhov, aby bolo meranie čo najobjektívnejšie.






Úloha: Meranie a porovnávanie vlhkosti drevín

Pomôcky: -skúšobné vzorky ihličnatých a listnatých drevín
-vlhkomer

Postup : 1. pomocou vlhkomeru zmerajte teplotu vzorky
2. určite druh dreviny a nastavte ho na vlhkomeri
3. určite relatívnu vlhkosť vzoriek

Teória: Vodu, ktorá sa nachádza v dreve, nazývame vlhkosťou dreva.

Vyjadruje sa v % z celkovej hmotnosti absolútne suchého dreva ak hovoríme o absolútnej vlhkosti alebo v % z celkovej hmotnosti daného vlhkého dreva, vtedy hovoríme o relatívnej vlhkosti. Voda je v rastúcom dreve neodmysliteľnou súčasťou živých buniek, no v strome ostáva aj po zoťatí. Pri spracovaní dreva sa stáva nepriaznivým činiteľom, pretože spôsobuje tvarové a objemové zmeny dreva.
V dreve sú viazané tri druhy vlhkosti:
-Voľná sa nachádza v dutinách ciev. V strome dopravuje minerálne a výživné látky. Jej množstvo závisí od pórovitosti, od stupňa nasýtenia a od miesta v kmeni. Ľahko sa odstraňuje sušením a nespôsobuje tvarové a objemové zmeny. Ak je drevo pod stupňom hygroskopicity, neobsahuje žiadbu voľnú vlhkosť.
-Viazaná, jej množstvo je od 0 % až po stupeň hygroskopicity, čo je asi 30%. Je obsiahnutá v bunkových blanách. Spôsobuje Ťažkosti pri sušení a spracovaní dreva, spôsobuje tvarové a objemové zmeny. -Molekulová, chemicky viazaná. Je aj v suchom dreve, pretože tvorí podstatu drevnej hmoty. Odchádza len pri chemickom rozklade dreva.
Vlhkosť dreva veľmi ovplyvňuje jeho fyzikálne vlastnosti. Vlhké drevo má lepšiu elektrickú vodivosť, ako suché drevo, čo sme využili pri nepriamom meraní vlhkosti.

Vypracovanie:

Tabuľka:
vzorka (Sk) vzorka (Lat) t [℃] Vlhkosť [%]
smrek Picea sp. 22,0 11,1
smrek Picea sp. 22,1 7,3
breza Betula sp. 23,3 42,0

Záver: Vidíme, že smrekové drevo uskladnené pri rôznych podmienkach môže mať rôznu vlhkosť. To môže spôsobiť aj veľký rozdiel v cene, pretože suché drevo bez trhlín je oveľa hodnotnejšie, ako mokré drevo.Breza bola čerstvo zoťatá a jej vlhkosť bola nad stupňom hygroskopicity, takže voda bola obsiahnutá aj v medzibunkových priestoroch. Táto sa však dá ľahko odstrániť. Pri meraní bolo najdôležitejšie správne určiť teplotu dreva a podľa nej nastaviť merací prístroj – vlhkomer, ktorý používa nepriamu meraciu metódu. Táto metóda spočíva v závislosti el. odporu od vlhkosti. Elektrický odpor je však závislý aj od teploty. Úloha: pozorovanie makroskopických znakov drevín

Pomôcky: - vzorky ihličnatých a listnatých drevín

Postup : Vyplnte priloženú tabuľku

Teória: Makroskopickým pozorovaním drevín sa rozumie ich pozorovanie voľným okom, bez mikroskopu. Takto pozorovať drevo kmeňa dreviny môžeme v podstate na troch druhoch rezov: priečnom, pozdĺžnom (radiálnom) a dotyčnicovom (tangenciálnom). Určujúcimi znakmi sú : stržeň, ročné kruhy jarné a letné, beľ, jadro pravé a nepravé, zrelé drevo, stržňové lúče primárne a sekundárne, stržňové škvrny, živičné kanáliky, cievy, hrče, kôra, vôňa, a prípadne ďalšie.

Podľa týchto znakov delíme ihličnaté dreviny na beľové (Jedľa) a jadrové (Smrek, Borovica, Červený Smrek) a listnaté na kruhovitopórovité (Dub, Agát, Jaseň), prechodné (Orech, Čerešňa) a roztrúsenopórovité (Lipa, Buk, Topoľ). Záver: Vyskytli sa problémy s rozoznaním Smreka a Jedle, pretože na výreze sme videli len málo ročných kruhov a nemohli sme posúdiť, či ide o jadrovú alebo beľovú drevinu. Pri niektorých vzorkách nám k určeniu dreviny pomohla vôňa, ako napríklad pri Borovici. Najmenšie problémy robila Breza vďaka jej charakteristickej kôre. TÉZY KU SKÚŠKE

1. Rozdelenie nekovových materiálov, základná charakteristika, vlastnosti, použitie
2. Vývoj náuky o dreve, význam lesov pre spoločnosť, rezy kmeňa (smery)
3. Rozdelenie drev. podľa tvaru, zel. a tvrdosti
4. Makroskopické znaky drevín
5. Mikroskopické znaky drevín
6. Chemické zloženie dreva, stavba bunky a bunkovej steny
7. Fyzikálne vlastnosti dreva
8. Mechanické vlastnosti dreva
9. Chyby dreva
10. Spracovanie dreva v lese a na pílach, sušenie
11. Výroba dýh a preglejok, využitie v praxi
12. Výroba aglomerovaných materiálov, ich vlastnosti a použitie (drevotrieskové a drevovláknité dosky)
13. Konštrukčné spoje v praxi, rohové spoje hranolov a dosák
14. Povrchová úprava dreva, lepenie
15. Plasty a ich rozdelenie, vlastnosti plastov. Suroviny na výrobu plastov
16. Termoplasty
17. Reaktoplasty
18. Guma ako technický materiál, výroba a použitie
19. Sklo ako technický materiál, výroba a použitie
20. Papier ako technický materiál, výroba a použitie
21. Textil ako technický materiál, výroba a použitie





LITERATÚRA:
Vál Ladislav – Mat. a tech. drevo (1998 PF Nitra)
Vál Ladislav – Praktiká ručného obrábania dreva a plastov (1990 PF Nitra)
Požgay a kol - Štruktura a vlastnosti dreva (1993)
Kožuchová Mária – Pracovná výchova II: (PF UK Bratislava 1995)
Sečkár a kol. – Náuka o materiáloch ( VŠP Nitra 1988).