Orientacija in potek vlaken – spiralnost

Kadar vlakna potekajo vzporedno z osjo drevesa, govorimo o premem poteku (slika št. 1a). Vlakna in tudi drugi elementi se lahko odklonijo od osi debla, korenin ali vej. Odklon je opredeljen s smerjo in velikostjo kota odklona vlaken v tangencialni ravnini glede na stržen ali vertikalno os debla. Elementi najpogosteje sledijo obliki spirale (slika št. 1b), nenavadni niso niti zavita in izmenična rast (slika št. 1d) ter vzvalovan potek (slika št. 1c) ali prepletenost vlaken, saj se novonastali osni elementi lahko med rastjo različno odklonijo glede na tangencialno prirastno plast. V nobenem drevesu ni potek rasti idealen oziroma vzporeden z njegovo osjo, odkloni pa variirajo od 0 do 30 stopinj v eno ali drugo smer, izjemoma tudi do 90 stopinj.

Slika št. 1: Značilni vzorci poteka vlaken kot posledica rasti: a) premi ali ravni potek; b) spiralni potek; c) vzvalovani potek; d) izmenični potek

Večina iglavcev ima spiralno rast, katere smer in kot nihata s starostjo drevesa in položajem vzdolž debla. Spiralna rast je normalna rastna shema mnogih drevesnih vrst, ki spremenijo potek rasti le enkrat v življenju. Pri smreki in jelki se je izkazalo, da rasteta levosučno spiralno v mladosti in se pozneje nagibata k desnosučnosti (sliki št. 2 in 3).

Slika št. 3: Levosučnost (do 6 stopinj) v juvenilnem delu smrekovine se najpogosteje med rastjo zmanjšuje in se v visoki starosti spremeni v desnosučnost.


Pri listavcih je variabilnost lesnih lastnosti večja kot pri iglavcih. Večja je tudi pestrost glede poteka aksialnih elementov. V nekaj prirastnih plasteh ali celo v krajših periodah se lahko orientacija tudi obrne.

Pri razžagovanju ukrivljenih debel in koreničnikov se pogosto pojavlja diagonalni potek vlaken, ki pa je opredeljen z odklonom v radialni smeri (slika št. 4).


Slika št. 4: Diagonalni potek vlaken nastane pri razžagovanju koreničnikov ali ukrivljenih debel.

Diagonalni potek vlaken in spiralna rast slabšata mehanske lastnosti (slika št. 5) in povečujeta zvijanje lesa ob spremembah njegove vlažnosti, predvsem v postopku sušenja (slika št. 6), povzročata pa tudi težave pri uporabi izdelkov iz sestavljenega lesa.

Slika št. 5: Zavitost smrekove žaganice med sušenjem lesa

Slika št. 6: Upogibna trdnost elementov se pri prečno potekajočih vlaknih močno zmanjša.

Najmočnejši vpliv spiralne rasti se pokaže med postopkom sušenja, ko se pri žaganem lesu s poševnim potekom vlaken tangencialna komponenta krčenja prenaša na vzdolžno smer elementov. Odkloni rasti ob vejah, grčah, vozlastih nabreklinah in drugih rastnih posebnostih še povečajo nevarnost zvijanja. Značilno odstopajoči potek vlaken se lokalno pojavi v okolici anomalnih rasti, kot so grče ali poškodbe, ki pripomorejo k splošni dezorientaciji osnovnega tkiva (slika št. 7).


Slika št. 7: Dezorientacija vlaken ob grči največ pripomore k nastanku razpok in razvrednotenju osušenega lesa.

Splošni ali lokalni odklon vlaken močno vpliva na slabšanje mehanskih lastnosti, med njimi najbolj na natezno trdnost, nekoliko manj na upogibno in tlačno. Najobčutnejše zmanjšanje trdnosti je zaznano do odklona 45 stopinj, pri večjih odklonih pa so spremembe manjše. Kako izrazit je vpliv »lokalnih« nepravilnosti v rasti, je odvisno od položaja, velikosti, geometrijske oblike in tudi zdravja drevesa.

Starostne kategorije lesa

Juvenilni les nastaja v mladem drevju ali pri starejšem na območju krošnje ter sestavlja osrednji del debla (srce). Lastnosti lesa v juvenilnem predelu niso enotne. Obdobje spremljata velika variabilnost ter dokaj hitra sprememba anatomskih, fizikalnih in kemičnih lastnosti, kar se izraža tudi v uporabnosti juvenilnega lesa. Adultni les je les z »normalno« zgradbo, to je z razmeroma stabilnimi dimenzijami elementov in stabilnimi lastnostmi (slika št. 8).

 

Slika št. 8: Razporeditev juvenilnega, adultnega, senescentnega in krošnjevaga lesa v drevesu

V drevesu je odstopajoča struktura značilna zlasti za juvenilno obdobje, anomalije pa se kažejo tudi pri fizikalnih in mehanskih lastnostih, ki omejujejo in otežujejo njegovo uporabo. V mladostnem obdobju je največkrat povečan tudi delež reakcijskega lesa, ki dodatno vpliva na nenormalno strukturo.

Odstopanja juvenilnega lesa od adultnega (slika št. 9):

1. Ker ni izrazitega kasnega lesa, so celične stene tanjše, premeri lumnov večji, juvenilni les pa ima nižjo gostoto.
2. Na juvenilniem območju se zaradi potrebe po intenzivnih reorientacijah osi praviloma pojavlja veliko reakcijskega lesa (kompresijskega pri iglavcih in tenzijskega pri listavcih) s slabšimi tehnološkimi lastnostmi.
3. Pojavlja se velik aksialni skrček, ki je vzrok za veženje lesa. Večje krčenje v vzdolžni smeri je posledica večjega mikrofibrilnega kota, ki je značilen za juvenilni les. Torej, če je deska odrezana tako, da vsebuje juvenilni les, se bo ta del krčil bolj kot drugi, kar bo povzročilo krivljenje in pokanje tudi, ko bo les v uporabi.
4. Vlakna (traheide) mladostnega lesa so krajše od vlaken zrelega, zato je precej manjša predvsem udarna žilavost, pa tudi druge trdnosti.
5. Juvenilni les se navadno tudi kemijsko razlikujejo od zrelega lesa, vendar imajo kemijske razlike manjši vpliv na kakovost kot anatomske.
6. Zaradi osrednje lege v deblu je vlažnost juvenilnega lesa praviloma nižja kot v perifernem adultnem lesu. Razlog je predvsem fiziološki, saj je periferni del udeležen pri prevajanju vode. Če pa je denimo srce mokro, vlažnost močno naraste.
7. Spiralni kot poteka vlaken je v juvenilnem lesu večji, kar slabša mehanske lastnosti in povečuje zvijanje.

Slika št. 9: Sprememba anatomskih in fizikalnih lastnosti na prehodu iz juvenilnega v adultno obdobje


izr. prof. dr. Željko Gorišek, univ. dipl. inž. les.
Biotehniška fakulteta, Oddelek za lesarstvo