Aktualnie na świecie wyróżnia się około 80 000 gatunków drzew. Każde z nich określa szereg właściwości fizycznych i mechanicznych, z których jedną z najistotniejszych jest twardość. Twardością drewna nazywamy opór, jaki ten materiał stawia wciskanym w jego powierzchnię obiektom, czyli wpływowi działań mechanicznych. Zależy ona od przekroju, czyli układu włókien. Największą twardość drewno wykazuje na przekrojach poprzecznych i przy zwiększonej gęstości. Twardość w kierunku prostopadłym do włókien jest mniejsza, niż ta wzdłuż nich – różnica jest znaczna. Aby obliczyć jej wartość trzeba skorzystać z metody Janki lub metody Brinella. Właściwością, która bezpośrednio wiąże się z twardością drewna jest odporność na ścieranie – im twardsze drewno, tym większa odporność.

 

Przyjrzyjmy się dwóm metodom stosowanym do określania twardości drewna:
pierwsza z nich, metoda Janki, polega na wciskaniu stalowej kulki o średnicy 1,1284 cm w próbkę drewna. Całość badania trwa około dwóch minut i jest wykonywana
w specjalistycznej maszynie. Wynik podawany jest w kG/cm² lub MPa. Metoda ta klasyfikuje twardość drewna w sześciu klasach:

 

Klasa I – drewno bardzo miękkie, >350 kG/cm² i >34,3 MPa. Przykłady gatunków drzew zaliczanych do tej klasy: balsa, jodła, limba, osika, świerk, topola, wierzba.
Klasa II – drewno miękkie, 350-500 kG/cm² i 34,3-49,0 MPa. Przykłady: brzoza, lipa, modrzew, sosna.
Klasa III – drewno średnio twarde, 500-650 kG/cm² i 49,0-63,7 MPa. Przykłady: dąb szypułkowy, orzech, sosna czarna, wiąz.
Klasa IV – drewno twarde, 650-1000 kG/cm² i 63,7-98,1 MPa. Przykłady: jatoba, jesion, majau, teak.
Klasa V – drewno bardzo twarde, 1000-1500 kG/cm² i 98,1-147,1 MPa. Przykłady: cis, grab, grochodrzew, palisander.
Klasa VI – drewno niewiarygodnie twarde, <1500 kG/cm² i <147,1 MPa. Przykłady: gwajak, heban, kokos, quebracho.

 

Drugą, a zarazem nowszą metodą, jest metoda Brinella – polega ona na wciskaniu nieco mniejszej, bo o średnicy 1 cm, stalowej kulki w próbkę. W tym przypadku nie jest istotna siła, z jaką kulka jest wciskana (siła ta ma stałą wartość), ale średnica wgniecenia. Badanie to jest krótsze, trwa bowiem około minuty. Metoda ta dzieli rodzaje drewna na pięć grup (współczynnik Brinella będę podawać w nawiasie kwadratowym, skala 9-stopniowa):

 

1)     drewno miękkie – np. sosna [1,6], klon europejski [3,0],

2)     drewno średnio twarde – np. czereśnia [3,2], mahoń [3,2],

3)     drewno twarde – np. iroko [3,5], jarrah [4,4],

4)     drewno bardzo twarde – np. palisander [4,5], sukupira [5,6],

5)     drewno twarde jak kość – jatoba [7,0].

 

Wchodząc w link (https://www.youtube.com/watch?v=RJXJpeH78iU) można zobaczyć jak przebiega test twardości drewna metodą Brinella.

 

Większość twardych rodzajów drewna to materiały pochodzące z drzew egzotycznych. Możemy zauważyć, że do ich najtwardszych rodzajów należy np. jatoba (czyt. żetoba), która dzięki tak dużej twardości jest dobrym materiałem na podłogi. Jatoba należy do rodziny bobowatych i jest drzewem powszechnie występującym w Ameryce Płd. i Środkowej. Innym bardzo twardym drewnem jest to pochodzące z palisandra (brazylijskiego lub indyjskiego) – służy do wyrobu mebli artystycznych i instrumentów muzycznych – jest odporne na działanie czynników abiotycznych i biotycznych. Jest także trudne w obróbce. Kolejnym twardym rodzajem jest kempas [5,5]– drzewo pochodzące z Indonezji, odporne na czynniki zewnętrzne, dzięki czemu sprawdza się jako materiał na deski tarasowe. Widzimy, że drzewa te zaliczają się do 4) lub 5) grupy w skali Brinella. Sytuacja w Polsce ma się nieco inaczej, najtwardsze gatunki występujące w naszej ojczyźnie klasyfikowane są w grupie 3), należą do nich m. in. jesion [4,5] (wykorzystywany w stolarstwie, meblarstwie i lutnictwie) oraz dąb [4,5] (znajduje zastosowanie w stolarce budowlanej wewnętrznej, meblach, podłogach). Do miękkiego rodzaju drewna należy sosna [1,6], która dzięki temu jest przystępna w obróbce. Sosna jest też wytrzymała i sprężysta, a używana jest głównie do produkcji mebli.