Tvrdost dřeva

Tvrdost dřeva je jedna z mechanických vlastností, která příslušný druh dřeva předurčuje ke konkrétnímu využití. Měkké dřevo se snáze opracovává, získává se z většiny našich jehličnanů a některých listnatých stromů (lípa, topol nebo vrba), zatímco trvanlivější tvrdé dřevo pochází především z listnáčů.

Tvrdost odpovídá síle (či tlaku), jaký je třeba vyvinout k průniku cizího tělesa do dřeva. Pro zjištění konkrétních hodnot se používá několik systémů měření, jejichž výsledky někdy nelze přímo porovnávat a je nutné je přepočítat (v případě nestandardních měřících postupů nemusejí být výsledky srovnatelné vůbec).

Metody měření

Brinellova metoda

H_B

Ocelová kulička o průměru 10 mm je silou vtlačena do vzorku dřeva. Pro měkká dřeva se používá síla 100 N, pro středně tvrdá 500 N a pro tvrdá 1000 N. Následně se změří průměr vzniklé jamky a vypočte výsledek za použití vzorce:

\ H_{B}={\frac {2F}{\pi D({D-{\sqrt {(D^{2}-d^{2})}})}}}

kde F odpovídá síle, D průměru kuličky (10 mm) a d průměru otlaku, který kulička zanechala na vzorku dřeva.

Janka

H_J

Používá ocelovou kuličku o průměru 0,444 palce (11,28 mm), která je vtlačována do dřeva do 1/2 své výšky (čímž vznikne otlak o ploše 100 mm²). Výsledkem je hmotnost či síla (v zahraničí se obvykle udává síla v librách: lb_F), která byla k dosažení výsledku potřeba.

\ H_{J}={\frac {F}{S}}

Rozdělení dřeva podle tvrdosti

Dříve se tvrdost uváděla v podobě zátěže na plochu, tedy kg/cm², v současnosti se častěji převádí na tlak udaný v MPa (v praxi stačí starou hodnotu vydělit deseti). Podle příslušného tlaku se dřeva zařazují do skupin. Dříve se jich používalo 6:

skupina	kg/cm²	příklady
velmi měkká	≤350	smrk, borovice, limba, jedle, topoly, vrby, lípy
měkká	>350	modřín, douglaska, kleč, jalovec, bříza, olše, jíva, střemcha, teak
středně tvrdá	>500	kaštan jedlý, platan, jilmy, líska
tvrdá	>650	dub, ořešák, javor, třešeň, jabloň, jasan, buk, hrušeň, švestka, akát, habr
velmi tvrdá	>1000	dřín, svída, ptačí zob, dub pýřitý, zimostráz
neobyčejně tvrdá	>1500	eben cejlonský, africký grenadil, guajak a jiné exotické dřeviny

Naučný slovník lesnický (1934)^[1]

V současné době se dělí do tří základních skupin:

skupina	MPa	příklady
měkká	<40	smrk, jedle, borovice, topol, lípa
středně tvrdá	≥40	jasan, jilmy, duby, ořech
tvrdá	≥80	habr, akát, tis

^[1]

Tvrdost konkrétních dřevin

Habr obecný, nejtvrdší dřevo z našich původních listnatých stromů

Jeřáb břek patří k našim nejtvrdším dřevinám

Borovice vejmutovka, nejměkčí borovice pěstovaná v Čechách

Domácí

listnaté stromy
Z našich původních listnatých stromů je nejtvrdší habr obecný.^[2] Podobné tvrdosti dosahuje i babyka, která je ale hůře dostupná (menší strom s tenčím kmenem, preferuje vápnité půdy, kterých je na českém území nedostatek, nebyla proto velkovýrobně využívaná). Z introdukovaných druhů pak trnovník akát, který za optimálních podmínek může habr překonat.

listnaté keře
Extrémně tvrdé, ale dnes již většinou průmyslově nevyužívané, jsou pomalu rostoucí keře. Některé z nich překonávají i výše uvedené stromy: dřín, jeřáb muk, zimolez obecný, zimostráz vždyzelený.

jehličnany
Nejtvrdším původním jehličnanem je tis červený.^[3] Tvrdost tisu může být poměrně variabilní, velmi záleží na růstových podmínkách – šířka letokruhů, která je jedním z ukazatelů tvrdosti tisového dřeva, se v našich podmínkách pohybuje v rozpětí 0,5–1,5 mm.

zažité omyly
Tvrdost tisu někdy bývá nadsazována, ale v praxi není vyšší, než u výše citovaných listnáčů (především u českých tisů, které rostou rychleji, než například v Anglii). Tisové dřevo je ceněno především pro pružnost, pevnost a trvanlivost. Podobně bývá nadhodnocován i dub letní, který je ale ceněn především pro trvanlivost pod vodou a odolnost v kolísavé vlhkosti. Také neplatí, že čím tvrdší dřevo, tím vhodnější je pro venkovní použití – ve vlhku se habr rozkládá rychleji, než mnohá měkká dřeva, pod vodou ho překoná i olše.

dřevo	tvrdost (MPa)
borovice vejmutovka	23
smrk ztepilý	26
jedle bělokorá	28
borovice lesní	28,5
douglaska tisolistá	35
modřín opadavý	43
třešeň ptačí	62
jilm vaz, horský	63
dub letní a zimní	67,5
jabloň planá	69
ořešák královský, černý	72
jasan ztepilý	80
švestka	85
akát	97

^[4]

dřevo	H_{B, 0}	H_{B, 90}
tvrdost podle Brinellovy metody (N/mm²)
topol	30	10
jedle bělokorá	30	16
smrk ztepilý	32	12
olše	34	12
kaštanovník setý	35	16
lípa	39	16
borovice lesní	40	19
jeřáb břek	48	25
bříza bělokorá	49	23
douglaska tisolistá	50	20
modřín opadavý	53	19
třešeň	55	31
hrušeň obecná	60	32
javor klen	62	28
jilm	64	30
jasan ztepilý	65	38
dub letní	66	34
habr obecný	71	32
buk lesní	72	34
akát	74	48

Zahraniční

Následující seznam janky tvrdosti obsahuje především zahraniční dřeviny, ale mnohé z nich jsou u nás pěstovány jako okrasné, případně se s jejich dřevem můžeme setkat u importovaných produktů.

česky ¹)	latinsky	lb_F	MPa
Balsa	Ochroma pyramidce	100	4
Dub korkový	Quercus suber	200	9
Topol balzámový	Populus balsamifera	300	13
Zerav západní	Thuja occidentalis	320	14
Jedle plstnatoplodá	Abies lasiocarpa	350	16
Jírovec žlutý	Aesculus octandra	350	16
Topol chlupatoplodý	Populus trichocarpa	350	16
Topol osikovitý	Populus tremuloides	350	16
Zerav obrovský	Thuja plicata	350	16
Vrba černá	Salix nigra	360	16
Borovice Lambertova	Pinus lambertiana	380	17
Borovice vejmutovka	Pinus strobus	380	17
Okoume	Aucoumea klaineana	380	17
Smrk omorika	Picea engelmanni	390	17
Jedle balzámová	Abies balsamea	400	18
Jedle vznešená	Abies procera	410	18
Lípa americká	Tilia americana	410	18
Borovice pohorská	Pinus monticola	420	19
Topol hrubozubý	Populus grandidentata	420	19
Borovice ohebná	Pinus fleklis	430	19
Topol kanadský	Populus deltoides	430	19
Borovice těžká	Pinus ponderosa	460	20
Meranti Light Red	Shorea parvifolia	460	20
Borovice pokroucená	Pinus contorta	480	21
Jedle ojíněná	Abies concolor	480	21
Smrk sivý	Picea glauca	480	21
Jedle obrovská	Abis grandis	490	22
Ořešák popelavý	Juglans cinerea	490	22
Smrk červený	Picea rubra	490	22
Borovice Jeffreyova	Pinus jeffreyi	500	22
Jedle nádherná	Abies magnifica	500	22
Banak	Virola koschnyi	510	23
Smrk sitka	Picea sitchensis	510	23
Smrk černý	Picea mariana	520	23
Kaštanovník setý	Castanea sativa	540	24
Kaštanovník americký	Castenea debata	540	24
Hura chřestivá	Hura crepitans	550	24
Borovice smolná	Pinus resinosa	560	25
Borovice Banksova	Pinus banksiana	570	25
Tisovec dvouřadý	Taxcodium distichum	570	25
Cypřišek nutkajský	Chamaecyparis nootkatensis	580	26
Ilomba	Pycnanthus angolensis	610	27
Jalovec močálovitý	Juniperus silicicola	610	27
Borovice	Pinus egida	620	28
Borovice pichlavá	Pinus pungens	660	29
Borovice	Pinus glabra	660	29
Břestovec hladký	Celtis laevigata	680	30
Škumpa obecná	Rhus Tylina	680	30
Borovice ježatá	Pinus echinata	690	31
Borovice kadidlová	Pinus taeda	690	31
Javor stříbrný	Acer saccharimum	700	31
Šácholan přišpičatělý	Magnolia acuminata	700	31
Douglaska tisolistá	Pseudotsuga menziesii	710	32
Cypřišek Lawsonův	Chamaecyparis lawsoniana	720	32
Javor jasanolistý	Acer negundo	720	32
Borovice uzavřená	Pinus clausa	730	32
Borovice pozdní	Pinus serotina	740	33
Borovice Virginská	Pinus Virginiina	740	33
Borovice montereyská	Pinus radiata	750	33
Bříza šedá	Betula populifolia	760	34
Platan západní	Platanus occidentalis	770	34
Meranti Yellow	Shorea faguetiana	770	34
Blahočet úzkolistý	Araucaria angustifolia	780	35
Meranti Dark Red	Shorea hemsleyana	780	35
Jilm americký	Ulmus americana	830	37
Khaya mahagony	Khaya ivorensis	830	37
Modřín západní	Larix occidentalis	830	37
Ambroň západní	Liquidambar styraciflua	850	38
Jasan černý	Fraxinus nigra	850	38
Javor velkolistý	Acer macrophyllum	850	38
Borovice jedlá	Pinus edulis	860	38
Jilm plavý	Ulmus rubra	860	38
Borovice bahenní	Pinus palustris	870	39
Břestovec západní	Celtis occidentalis	880	39
Jalovec viržinský	Juniperus Virginiina	900	40
Sande	Brosimum utile	900	40
Borovice	Pinus oocarpa	910	40
Bříza papírovitá	Betula papyrifera	910	40
Cambara	Vochysia ferruginea	941	42
Imbuya	Phoebe porosa	950	42
Javor červený	Acer rubrum	950	42
Střemcha pozdní	Prunus serotina	950	42
Třešeň ptačí	Prunus avium	950	42
Jasan popelavý	Fraxinus profunda	990	44
Sakura	Sakura	995	44
Ořešák černý americký	Juglans nigra	1010	45
Narrah	Pterocarpus indicus	1020	45
Řešetlák Purshův (cascara)	Rhamnus purshiana	1040	46
Dub srpovitý	Quercus falcata	1060	47
Avodire	Turraeanthus africanus	1080	48
Dub košíčkatý	Quercus prinus	1130	50
Cocobolo	Dalbergia retusa	1136	51
Meranti White	Shorea javanica	1140	51
Teak	Tectona grandis	1155	51
Jasan oregonský	Fraxinus latifolia	1160	52
Jalovec	Juniperus deppeana	1160	52
Nyatoh	Palaquium philippense	1171	52
Bambus (karbonizovaný)	Phyllostachys pubescent	1180	53
Javor dlanitolistý	Acer nigrum	1180	53
Dub černý	Quercus nigra	1190	53
Dub lyrovitý	Quercus lyrata	1190	53
Jasan pensylvánský	Fraxinus pennsylvanica	1200	53
Dub	Quercus laurifolia	1210	54
Dub sametový	Quercus velutina	1210	54
Garapa	Apuleia leiocarpa	1210	54
Kapur	Dryobalanops aromatica	1230	55
Borovice karibská	Pinus caribaea	1240	55
Dub Michauxův	Quercus michauxii	1240	55
Bříza žlutá	Betula alleghaniensis	1260	56
Iroko	Chlorophora excelsa	1260	56
Keruing	Dipterocarpus caudiferus	1270	57
Angelique	Dicorynia guianensis	1290	57
Dub červený	Quercus rubra	1290	57
Mersawa	Anisoptera marginata	1290	57
Buk lesní	Fagus sylvatica	1300	58
Buk vroubkovaný	Fagus grandifolia	1300	58
Jasan bílý americký	Fraxinus americana	1320	59
Jasan ztepilý	Fraxinus excelsior	1320	59
Jilm Thomasův	Ulmus thomasii	1320	59
Blue Mahoe	Hibiscus elatus	1330	59
Dub bílý	Quercus alba	1360	61
Dub hvězdovitý	Quercus stellata	1360	61
Dub velkoplodý	Quercus macrocarpa	1370	61
Bambus	Bambusa bambus	1375	61
Nahovětvec dvoudomý	Gymnocladus dioicus	1390	62
Mani	Mimosa scabrella	1400	62
Tzalam	Lysiloma bahamensis	1400	62
Javor cukrový	Acer saccharum	1450	65
Capa de tablo, Tauary	Couratari guianensis	1460	65
Dub vrbolistý	Quercus phellos	1460	65
Planika Menziesova	Arbutus menziesii	1460	65
Bříza tuhá	Betula lenta	1470	65
Awoura	Julbernardia pellegriniana	1480	66
Ekop	Julbernardia pellegriniana	1480	66
Curupixa	Micropholis venulosa	1490	66
Guatambu	Balfourodendron riedelianum	1500	67
Lontar vějířovitý	Borassus flabellifer	1500	67
Dub bahenní	Quercus palustris	1510	67
Mahagon Sapeli	Entandrophragma cylindricum	1510	67
Vilín Viržinský	Hamamelis Virginiina	1530	68
Jilm křídlatý	Ulmus alata	1540	69
Dřezovec trojtrnný	Gleditsia triacanthos	1548	69
Afromosia	Pericopsis elata	1560	69
Kokosovník ořechoplodý	Cocos nucifera	1600	71
Peroba De Campos	Paratecoma peroba	1600	71
Kaštan patagónský	Cabralea parda	1610	72
Dub dvoubarevný	Quercus bicolor	1620	72
Freijo	Cordia goeldiana	1627	72
Opepe	Nauclea diderrichii	1630	73
Padauk Andaman	Pterocarpus dalbergioides	1630	73
Vermillion	Pterocarpus dalbergioides	1630	73
Wenge	Milletia laurentii	1630	73
Balau Red	Shorea planta	1640	73
Zebrano	Microberlina brazzavillensisl	1658	74
Nanciton	Hieronima alchorneoides	1700	76
Nogal	Hyeronima alchorneoides	1700	76
Trnovník akát	Robinia pseudoacacia	1700	76
Kempas	Koompassia malaccensis	1710	76
Merbau	Intsia palembanica	1712	76
Blackwood African	Dalbergia melanoxylon	1720	77
Para Angelim	Hymenolobium excelsum	1720	77
Padauk African	Pterocarpus soyauxii	1725	77
Jabloň lesní	Malus sylvestris	1730	77
Peroba Rosa	Aspidosperma peroba	1730	77
Yvyraro	Aspidosperma polyneuron	1730	77
Pajasan žláznatý	Ailanthus altissima	1731	77
Akácie	Acacia mangium	1750	78
Mangium	Acacia mangium	1750	78
Mutenye	Guibourtia amoldiana	1750	78
Morado	Machaerium scleroxylon	1780	79
Bangkirai	Shorea laevis	1798	80
Palisandr violeta	Dalbergia cearensis	1800	80
Afzelia Doussie	Afzelia africana	1810	81
Ořechovec pekan	Carya illinoensis	1820	81
Yellowheart	Zanthoxylum flavum	1820	81
Purpleheart	Peltogyne paniculata	1860	83
Jarrah	Eucalyptus marginata	1910	85
Ybyraro	Pterogyne nitens	1910	85
Tualang	Koompassia excelsa	1938	86
Cameron	Samanea pedicellaris	1940	86
Pyinkado	Xylia xylocarpa	1950	87
Rosewood African	Guibourtia demeusei	1980	88
Gum Sydney Blue	Eucalyptus salina	2025	90
Jasan čtyřhranný	Fraxinus quadrangulata	2030	90
Karri Tree	Eucalyptus diversicolor	2040	91
Maklura oranžová	Maclura pomifera	2040	91
Brushbox	Lophostemon confertus	2145	95
Padauk Burma	Pterocarpus macrocarpus	2170	97
Bocote	Cordia gerascanthus	2200	98
Incenso colorado	Myroxylon peruiferum	2200	98
Mahogany Santos	Myroxylon balsamum	2200	98
Palisandr honduraský	Dalbergia stevensonii	2200	98
Tarara Amarilla	Centrolobium microchaete	2200	98
Tarara Colorada	Platymiscium ulei	2200	98
Vododřev balzámový pereirův	Myroxylon balsamum	2200	98
Ziricote	Cordia dodecandra	2200	98
Tatajuba	Bagassa guianensis	2220	99
Caribbean Rosewood	Metopium Brownem	2300	105
Mora	Mora excelsa	2300	105
Tomel viržinský	Diospyros Virginiina	2300	105
Momoqui, Partridgewood	Caesalpinia pluviosa	2340	105
Sucupira	Bowdichia nitida	2340	105
Mesquite	Prosopis glandulosa	2345	105
Akácie White Bark	Acacia leucophloea	2400	110
Gum Spotted	Eucalyptus maculate	2473	115
Marblewood	Diospyros marmorata	2532	115
Kaštan královský	Sweetia panamensis	2670	120
Bubinga	Guibourtia demeusei	2690	120
Mahogany Red	Eucalyptus resinifera	2697	125
Palisandr brazilský	Dalbergia nigra	2720	125
Pearwood African	Baillonella toxisperma	2730	125
Olivewood East African	Olea hochstetteri	2740	125
Maccawood	Platymiscium yucatanum	2750	125
Kořenovník obecný	Rhizophora mangle	2760	125
Okan	Cylicodiscus gabunensis	2780	125
Brazilwood	Caesalpinia echinata	2820	130
Jatoba	Hymenaea courbaril	2820	130
Pernambuco	Caesalpinia echinata	2820	130
Faveira	Mora gonggrijpii	2895	130
Bloodwood	Brosimum rubescens	2900	130
Itauba	Mezilaurus Itala	2900	130
Kaneelhart	Licaria canella	2900	130
Turpentine	Syncarpia glomulifera	2967	135
Tamarind indický	Tamarindus indica	3000	135
Angelim Pedra	Hymenolobium petraeum	3040	140
Machine	Lonchocarpus castillo	3100	140
Tigerwood	Astronium urundeuva	3150	145
Palisandr indický	Dalbergia latifolia	3170	145
Massaranduba	Manilkara bidentata	3190	145
Eben Ceylon	Diospyros ebenum	3220	145
Eben Gaboon	Diospyrus crassiflora	3220	145
Eben Macassar	Diospyrus celebica	3250	145
Sirari	Guibourtia chodatianal	3280	150
Ipe lapacho	Tabebuia ipe	3342	150
Azobe	Lophira aiata	3350	150
Manbarklak	Eschweilera sagotiana	3480	155
Katalox	Swartzia cubensis	3510	160
Silovoň obecný (tonka)	Dipteryx odorata	3540	160
Leadwood	Krugiodendron ferreum	3660	165
Tajibo	Tabebuia serratifolia	3680	165
Olivewood Brazilian	Ferreirea spectabilis	3700	165
Snakewood	Piratinera guianensis	3800	170
Curupau	Anadenanthera Colubrina	3840	175
Kurupayra	Adenanthera macrocarpa	3840	175
Jutahy	Dialium guianense	4000	180
Palo Santo	Bulnesia sarmientoi	4000	180
Verawood	Bulnesia arborea	4000	180
Guajak léčivý	Guaiacum officinale	4500	205

¹) v případě, že český název neexistuje, je uveden domorodý nebo anglický

Pro velmi tvrdá exotická dřeva se používá obecný český název „železné dřevo“. Také ze španělštiny převzatý název „kebračo“ (šp. quebracho) není výraz pro označení dřeva z konkrétní dřeviny.

Odkazy

Reference

↑ ^a ^b Makroskopická stavba dřeva Archivováno 31. 8. 2011 na Wayback Machine. vscht.cz
↑ Habr Archivováno 28. 1. 2010 na Wayback Machine. mezistromy.cz
↑ Inventarizace a genetická diverzita tisu červeného ve ZCHÚ ČR Archivováno 13. 3. 2012 na Wayback Machine. npsumava.cz
↑ Určovanie druhov dreva Archivováno 13. 3. 2011 na Wayback Machine. urobsisam.topky.sk

Související články

[vscht-1] Makroskopická stavba dřeva Archivováno 31. 8. 2011 na Wayback Machine. vscht.cz

[mezistromy-2] Habr Archivováno 28. 1. 2010 na Wayback Machine. mezistromy.cz

[npsumava-3] Inventarizace a genetická diverzita tisu červeného ve ZCHÚ ČR Archivováno 13. 3. 2012 na Wayback Machine. npsumava.cz

[urobsisam-4] Určovanie druhov dreva Archivováno 13. 3. 2011 na Wayback Machine. urobsisam.topky.sk

[1]

[2]

[3]

[4]