Modřín. Vlastnosti a charakteristiky

Ve středověku se modřín hojně používal při stavbě domů, lodí a mostů. Do roku 1862 bylo z tohoto dřeva v Archangelsku vyrobeno více než 500 vojenských lodí. Modřín se často používal na stavbu silnic. Přírodní vlastnosti jej odlišují od ostatních druhů dřeva a umožňují jeho použití jako konstrukčního materiálu. Například pevnost modřínového dřeva je o 30–60 % vyšší než u borovicového dřeva. Modřínové jádro se vyznačuje mimořádnou biostabilitou díky své hustotě a vysokému obsahu extraktivních látek.

Stůl 1. Zásoby modřínového dřeva [4]

Objem sklizně a průmyslového využití modřínu v Rusku však nepřesahuje 5%. Jedním z důvodů jeho omezeného použití je obtížnost zpracování, která je způsobena strukturou a vlastnostmi tohoto dřeva.

V Rusku jsou rozšířeny dva druhy modřínů – Larix sibirica Ldb a Larix dahurica Turcz, které nejsou náchylné k hnilobě. Tak vysoký stupeň biostability a vynikající mechanické vlastnosti umožňují použití tohoto dřeva v různých oblastech. Je dobře známo, že modřín L. decidua se také vyznačuje zvýšenou přirozenou biostabilitou. Sibiřský a daurský však v tomto ohledu předčí evropské díky větší hustotě dřeva, o které bude řeč v této publikaci. Kromě toho zde budou prezentovány výsledky práce vědců, kteří studovali vlastnosti, vytvořili technologii zpracování a také určili oblasti využití modřínu [1−13].

Lesy a zásoby dřeva

Hlavní zásoby modřínu stojícího – více než 95 % všech u nás rostoucích – se nacházejí ve východní Sibiři a na Dálném východě (tab. 1). Na území Ruska roste více než deset druhů modřínů, z nichž 99 % tvoří dva druhy: modřín dahurský (Larix dahurica) – 86 % a modřín sibiřský (Larix sibirica) – 13 %.

Larix decidua ‘pendula’

Larix sibirica Ldb. Sibiřský modřín

Larix decidua Mill. modřín evropský

Struktura a vlastnosti dřeva

Stůl 2. Relativní objemy různých částí stromu

Stůl 3. Rozměry tracheid z jehličnatého dřeva

Stůl 4. Závislost hustoty modřínového dřeva při
vlhkost 12 % roční šířky vrstvy

Stůl 5. Vliv geoklimatických podmínek na fyzično
mechanické vlastnosti modřínového dřeva
(podle A.I. Terletsky)

Stůl 6. Mechanické vlastnosti jehličnatého dřeva

Stůl 7. Odolnost dřeva různých druhů proti hnilobě [4]

Modřín může dosáhnout délky 30–45 ma průměru až jeden metr. Mezi jehličnatými dřevinami se vyznačuje poměrně velkým objemem kmene (tab. 2).

Modřín, jako zdravý strom, má tenkou vrstvu bělového dřeva nepřesahující 8-20 mm. Šířka roční vrstvy se pohybuje od 0,4 do 2,2 mm a závisí na geoklimatických podmínkách růstu a stáří stromu. Šířka pozdního dřeva se pohybuje v rozmezí 0,07–0,76 mm, tedy 20–30 % šířky roční vrstvy. Mezi běžnými jehličnatými dřevinami má modřín maximální objem pozdního dřeva, dosahující 39% (pro srovnání: jedle – až 31%, borovice – až 27%), což vysvětluje jeho vysoké fyzikální a mechanické vlastnosti.

Hlavním konstrukčním prvkem jehličnanů jsou tracheidy; u modřínu tvoří více než 90 % objemu. Z jehličnanů (tab. 3) má modřín maximální tloušťku stěny tracheidy, čímž lze vysvětlit i jeho zvýšenou pevnost.

Hlavní fyzikální vlastností dřeva, která ovlivňuje jeho pevnost, je hustota, která zase závisí na šířce roční vrstvy (tab. 4) a podmínkách růstu (tab. 5).

Průměrné hodnoty mechanických vlastností jehličnatých druhů jsou uvedeny v tabulce. 6. Jak je patrné z tabulkových údajů, dřevo sibiřského modřínu, rostoucí v západní Sibiři, má maximální pevnost.

Unikátní vlastností modřínu je jeho vysoká přirozená biostabilita, potvrzená jak terénními, tak laboratorními studiemi [2, 4, 9, 10, 13]. V 60. letech minulého století prováděli velký objem terénních výzkumů vědci z Ústavu lesa a dřeva Sibiřské pobočky Akademie věd SSSR a Sibiřského technologického institutu. Jako objekty výzkumu byly vybrány sloupy komunikačního vedení instalované v oblastech východní Sibiře. Terénní zkoušky vzorků různých druhů dřeva byly provedeny v senežské laboratoři TsNIIMOD (tabulka 7). Laboratorní studie biostability provedl L. A. Petrenko (tab. 8) [2] v polovině minulého století. V současné době provádí Petrohradská státní lesnická akademie laboratorní testy přírodního masivního i vrstveného modřínového dřeva, při kterých se porovnávají jejich vlastnosti s vlastnostmi jiného jehličnatého dřeva (tab. 9) [9].

Larix leptolepis ‘Diana’

Larix leptolepis Gord. Japonský modřín

Larix gmelinii (Rupr.) Litv. Gmelin modřín,
nebo Daurian

Zpracování dřeva

Larix laricina Michx. Tamarack

Larix occidentalis Nutt. Modřín západní

Modřínové dřevo je podle svých biologických vlastností vynikající surovinou pro řezivo. Velký průměrný průměr (30–40 cm), mírný stékavost, v průměru nepřesahující 1 cm na 1 m délky proutí a vysoká přirozená biostabilita jsou konkurenční výhody modřínové piliny.

Navzdory vysokým fyzikálním a mechanickým vlastnostem a přirozené biologické stabilitě zůstává modřín stále málo žádaným druhem. Jedním z důvodů jsou specifické vlastnosti jeho dřeva:

• vysoká hustota a velký rozdíl v hustotě bělového a jádrového dřeva, raného a pozdního dřeva;
• vysoký obsah přírodních pryskyřic a gum, dosahující 22,6 % u modřínu dahurského (pro srovnání: v borovici – až 4,6 %);
• nízká vodivost páry a plynu.

Výsledkem je, že při průmyslovém zpracování modřínových surovin:

• řezný nástroj se mastí, zuby pily jsou ucpané;
• vysoká vnitřní pnutí vznikají v řezivu při sušení, což vede k praskání a změnám jeho tvaru;
• v obalu dýhy se vytváří směs páry a plynu s vysokým vnitřním tlakem, což vede k destrukci lepených spojů překližky.

Stůl 8. Biostabilita modřínového dřeva [2]

Stůl 9. Biostabilita dřevěných materiálů [9]

Stůl 10. Počet defektů (uzlů) na povrchu kulatiny
modřín a borovice [4]

Modřínové dřevo má navíc oproti dřevu jiných jehličnanů sníženou schopnost lepení a přilnavosti, což komplikuje tvorbu lepených spojů.

Tyto a další technologické obtíže při zpracování modřínu jsou studovány a zjišťují se způsoby, jak je překonat [4, 5, 7, 8, 11−13].

Nižší výskyt vad u modřínového dřeva ve srovnání s ostatními jehličnatými druhy (tab. 10), především suků, umožňuje zvýšit jakostní výtěžnost řeziva. Podle Yu.R. Bokshanina [6] je množství vysoce kvalitního materiálu získaného z modřínu v průměru o 1,2 % vyšší než z jiných jehličnatých druhů.

V posledních letech je ve skandinávských zemích věnována velká pozornost zpracování a využití modřínového řeziva. Obzvláště zajímavé je použití modřínu v továrně vyráběné stavbě dřevěných domů, a to nejen ve formě řeziva a lamelového dřeva, ale také ve formě překližky a vrstveného dýhového řeziva (LVL).

Lepené modřínové dýhové materiály mají oproti řezivu řadu výhod díky rovnoměrnému rozložení vad po ploše a průřezu materiálu, eliminaci (prořezání) některých z nich během výrobního procesu a pevnému a voděodolnému lepidlu klouby [7, 8]. Proto mají laminované dýhové nosníky mechanické vlastnosti o 1,4–1,6 vyšší než u řeziva.

Anatolij CHUBINSKY, Maxim CHUBINSKY, Galina VARANKINA,
SPbGLTA

Reference

1. Vikhrov V. E. Struktura a fyzikální a mechanické vlastnosti raného a pozdního dřeva sibiřského modřínu // Sborník Lesnického institutu sibiřské pobočky Akademie věd SSSR.

1949. – T. 4. – S. 173-193.

2. Petrenko I. A. Odolnost bělového jádra sibiřského modřínu vůči poškození různými druhy

domácí houby. Modřín. — Krasnojarsk: sup. TI, 1964. – S. 261-264.

3. Chudinov B. S., Tyurikov F. T., Zuban P. I. Modřínové dřevo a jeho zpracování. – M.: Lesní průmysl, 1965. – S. 13-50.

4. Ugolev B. N. Nauka o dřevě a nauka o lesních komoditách. – M.: MGUL, 2007. – 351 s.

5. Moskaleva V. E. Struktura dřeva a její změny za fyzikálních a mechanických vlivů.

– M.: Akademie věd SSSR, 1957. – 165 s.

6. Bokshanin Yu.R. Zpracování a aplikace modřínového dřeva. – M.: Dřevařský průmysl, 1982. – 216 s.

7. Chubinsky A. N., Chubov A. B. Zhotovování překližky z modřínového dřeva. – L.: LDNTP, 1982. – 19 s.

8. Chubinsky A. N. Tvorba vrstvených konstrukčních materiálů z dýhy z měkkého dřeva: abstrakt disertační práce. pro žádost o zaměstnání uch. stupně

Doktor technických věd. – Petrohrad: SPbGLTA, 1995. – 36 s.

9. Chubinsky M.A. Biostabilita modřínového dřeva: abstrakt disertační práce. pro žádost o zaměstnání uch. tituly Ph.D biologických věd. – Petrohrad: SPbGLTA, 2003. – 16 s.

10. Polubojarinov OI, Chubinsky AN, Martinsson O. Odolnost dřeva sibiřského modřínu proti rozkladu. — Ambio. – Sv. 29. – č. 6. – 2000. – S. 352-353.

11. Barzut V.N. Použití modřínového dřeva ve Švédsku // Modřínové lesy v oblasti Archangelsk, jejich využití a reprodukce. —

Archangelsk: ASTU, 2008. – s. 126-128.

12. Ytikkonen S., Luostarinen K., Piispa Kimmo. Sušení řeziva z modřínu sibiřského (Larix sibirica). – Mikkeli: MUAS, 2007. – 92 s.

13. Martinsson O., Lesinski I. Lesnictví a dřevo sibiřského modřínu ve skandinávské perspektivě. — Bispgarden IILU, 2007. — 90 s.