คุณสมบัติของไม้

คุณสมบัติของไม้

โดยที่ไม้เกิดจากต้นไม้หลายชนิด คุณสมบัติในด้านต่างๆ ที่จะนำมาใช้ประโยชน์ จึงมีความแตกต่างกันไป ไม้แต่ละชนิดย่อมเหมาะสมกับงานแต่ละอย่างมากน้อยไม่เหมือนกัน ในงานก่อสร้าง เรามักคำนึงถึงความแข็งแรง และความทนทาน ในประดิษฐกรรม เครื่องเรือน หรือส่วนประกอบเครื่องจักรกล ซึ่งต้องการความสวยงาม และแนบเนียนในการเข้าไม้ เราอาจคำนึงถึงลวดลายในไม้ การหด หรือการพองตัว ความยากง่ายในการไสกบตกแต่ง ตลอดจนการลงน้ำมัน ในการทำลังใส่ของ เราอาจคำนึงถึงความหนักเบา และความยากง่ายในการตีตะปู ในการทำ เยื่อกระดาษเราสนใจถึงปริมาณส่วนประกอบทางเคมีของไม้ และลักษณะของเส้นใย รวมทั้งความยากง่ายในการฟอกสี

ความชื้น

หมายถึง น้ำที่มีอยู่ในไม้ มีความสัมพันธ์ต่อคุณสมบัติของไม้ในด้านต่างๆ อย่างสำคัญยิ่ง ปริมาณความชื้นในไม้ นิยมแสดงเป็นค่าส่วนร้อยของน้ำหนักของเนื้อไม้แท้ๆ ซึ่งความชื้นในไม้ หาได้จากสูตร

% ความชื้นของไม้ = (ก-ล) x ๑๐๐ / ล

โดย    ก หมายถึง น้ำหนักก่อนอบ

          ล หมายถึง น้ำหนักหลังอบ

เช่น ไม้ชิ้นหนึ่ง ชั่งน้ำหนักขณะที่มีความชื้นอยู่ได้ ๑๑๒ กรัม หลังจากนำเข้าเตาอบจนกระทั่งน้ำระเหยไปหมด ชั่งอีกครั้งหนึ่ง ได้น้ำหนักเหลือ ๑๐๐ กรัม

เมื่อคำนวณแล้วได้ความชื้นของไม้ = (๑๑๒ - ๑๐๐) x ๑๐๐ / ๑๐๐

                                                    = ๑๒ %

น้ำหนัก ๑๒ กรัมที่หายไป คือ น้ำหนักน้ำ คิดเป็นส่วนร้อยของน้ำหนักไม้ได้ร้อยละ ๑๒

ตามปกติ ไม้จะมีความชื้นอยู่ในตัวเสมอไม่มากก็น้อย ในขณะที่ถูกตัดโค่นลงใหม่ๆ ความชื้นอาจมีแตกต่างกันระหว่างร้อยละ ๖๐-๓๐๐ หรือสูงต่ำกว่านั้น และมีบรรจุอยู่ทั้งในช่องเซลล์ และผนังเซลล์ เมื่อปล่อยไม้ไว้ในอากาศ หลังจากตัดทอนหรือแปรรูปเป็นแผ่นแล้ว ไม้จะค่อยๆ แห้งลงเอง โดยที่น้ำในช่องเซลล์จะแห้งไปก่อน จนถึงระดับหนึ่ง ซึ่งความชื้นในผนังเซลล์ยังมีอยู่เต็ม แต่ความชื้นในช่องเซลล์หมดไป เราเรียก ความชื้นระดับนี้ว่า จุดหมาด ความชื้นที่จุดหมาดของไม้ชนิดต่างๆ มีค่าไล่เลี่ยกันระหว่างร้อยละ ๒๕ - ๓๐ ไม้ที่มีความชื้นสูงกว่าจุดหมาด เรียกว่า สด ไม้ที่หมาดแล้วนี้ จะต้องเสียความชื้นต่อไป จนกระทั่งได้ส่วนสัมพันธ์กับความชื้นในอากาศโดยรอบ ไม้ที่แห้งจนได้ส่วนสัมพันธ์กับความชื้นในอากาศแล้วนี้ เรียกว่า แห้ง หรือแห้งในอากาศ สำหรับประเทศไทย ปริมาณความชื้นไม้แห้งจะมีค่าเปลี่ยนแปรอยู่ระหว่างร้อยละ ๑๐ - ๑๖ หรืออาจสูงต่ำกว่านี้บ้าง ตามความเปลี่ยนแปรความชื้นในอากาศของฤดูกาลต่างๆ

เป็นที่สังเกตว่า การที่จะไม่ให้มีความชื้นเหลืออยู่เลยตามธรรมชาตินั้น เป็นสิ่งที่เป็นไปไม่ได้ เว้นแต่จะทำการอบด้วยเตาอบ มีอุณหภูมิสูงกว่า ๑๐๐ องศาเซลเซียสเท่านั้น สภาพที่ไม้มีความชื้นเป็นศูนย์เช่นนี้ เรียกว่า อบแห้ง

น้ำหนัก

เป็นคุณสมบัติที่รู้จักกันแพร่หลาย และทดสอบหาค่าได้ง่ายกว่าคุณสมบัติอย่างอื่น การกล่าวถึงน้ำหนักของสาร โดยทั่วๆ ไป เราใช้วิธีเทียบเป็นทศนิยมของน้ำหนักน้ำที่มีปริมาตรเท่ากัน ซึ่งเรียกกันว่า ความถ่วงจำเพาะ (ถพ.) เนื้อไม้แท้ๆ จะมีค่าความถ่วงจำเพาะโดยเฉลี่ยประมาณ ๑.๕๔ หรือหนักกว่าน้ำประมาณหนึ่งเท่าครึ่ง การที่ไม้ลอยน้ำได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งไม้แห้ง เพราะว่าเนื้อไม้มีช่องว่างอยู่ทั่วๆ ไป ในประเทศไทยมีไม้หลายพันชนิด และมีค่าความถ่วงจำเพาะแตกต่างกันระหว่าง ๐.๓ - ๑.๓ เป็นส่วนใหญ่ ไม้ที่เบาที่สุด ได้แก่ ไม้เทียะ ถพ. ๐.๑๒ ซึ่งมีทางภาคใต้ ที่หนักที่สุด ได้แก่ ไม้มะเกลือ ถพ. ๑.๓๕ มีอยู่ทั่วๆ ไป

ไม้จะหนัก หรือเบาเพียงไร ขึ้นอยู่กับความหนาบางของผนังเซลล์ค้ำจุนเป็นสำคัญ ไม้มีผนังเซลล์ค้ำจุนหนาก็จะหนัก ถ้าบางก็จะเบา ความชื้นในไม้มีบทบาทเกี่ยวกับน้ำหนักอยู่มาก กล่าวคือ ถ้ามีความชื้นสูงก็มีน้ำหนักมาก ถ้ามีความชื้นน้อยก็มีน้ำหนักเบา ลงตามส่วน ในสมัยที่การคมนาคมทางบกไม่สะดวก การทำไม้สักต้องใช้วิธี "กาน" หรือตัดกระพี้ โดยรอบโคนต้นให้ขาดถึงแก่น ทำให้ไม้ตาย ปล่อยไว้ให้แห้งประมาณ ๒ ปีเสียก่อน จึงทำการตัดโค่น การทำเช่นนี้ ทำให้ไม้ลอยน้ำได้โดยไม่จำเป็นต้องมีทุ่นช่วย และทุ่นค่าใช้จ่ายได้มาก

การกานไม้สักก่อนตัดโค่น ทำให้ไม้เบา สามารถขนส่งทางน้ำได้โดยไม่ต้องมีทุ่นช่วยในการลอยตัวเหมือนไม้กระยาเลย (ไม้อื่นที่ไม่ใช่ไม้สัก)

การหดและการพองตัว

เกิดขึ้นเมื่อไม้เสียความชื้น หรือได้รับความชื้นเพิ่มตามลำดับ ในระดับที่มีความชื้นต่ำกว่า จุดหมาด ไม้ที่ไสกบตกแต่งประกอบเข้าชิดสนิทกัน ดูงามดีในขณะที่ไม้ยังสด ภายหลังเมื่อไม้แห้งลงจะเกิดร่อง หรือความหละหลวมที่รอยต่อนั้นๆ เนื่องมาจากการหดตัวของไม้ โดยนัยกลับกัน หากนำไม้แห้งอัดชิด แล้วปล่อยให้ถูกน้ำหรือความชื้นสูง ส่วนประกอบนั้นอาจ ดันกันจนโก่งงอขึ้นมาได้ เพื่อกันการเสียหายอันเกิดจากการหดการพองตัวนี้ จึงมีความจำเป็นที่เราจะต้องเลือกใช้ไม้ที่มีความชื้นให้เหมาะสมถูกต้องกับกาลเทศะ

ขนาดของการหดและพองตัว เราเรียกกันเป็นส่วนร้อยของขนาดหรือปริมาตรเดิม เช่น ไม้สดมี ขนาดวัดได้ ๑๐๐ มิลลิเมตร แห้งแล้ววัดได้ ๙๖ มิลลิเมตร หายไป ๔ มิลลิเมตร ดังนี้เรียกว่า ไม้นั้นหดตัวตั้งแต่ อยู่ในสภาพสดถึงแห้งร้อยละ ๔ ไม้โดยทั่วๆ ไป หดตัวมากที่สุดตามแนวสัมผัส ซึ่งจะมีค่าประมาณ ๑.๕ - ๒ เท่าของการหดตัวตามแนวรัศมี และหดตัว น้อยมากตามแนวยาวของลำต้น ตัวอย่างการหดตัว ตั้งแต่อยู่ในสภาพสดถึงอบแห้งของไม้ไทยบางชนิด ได้นำมาเปรียบเทียบให้ดูดังต่อไปนี้

ชนิดไม้

การหดตัว (%)

รัศมี   สัมผัส ตามยาว

  สัก

  หำโจร

  มะมื่น

  สนเขา

  สมพง        

๒.๗

๖.๑

๖.๓

๔.๔

๔.๐

๕.๒

๑๒.๘

๙.๐

๖.๓

๗.๓

๐.๐๐

๐.๔๑

๐.๐๓

๐.๓๔

๐.๑๓

การที่ไม้หดตัวตามทิศทางต่างๆ ไม่เท่ากันนี้ ทำให้ไม้แปรรูปที่ได้จากส่วนต่างๆ ของต้นไม้เมื่อยังสด มีรูปเปลี่ยนแปลงไปได้เมื่อไม้แห้งลง ไม้ที่ด้านกว้างสองด้านขนานกับรัศมี จะหดตัวมากทางความหนา ที่ด้านกว้างสองด้านขนานกับแนวสัมผัส จะหดตัวมากทางความกว้าง ที่มีด้านก้ำกึ่งอยู่ระหว่าง ๒ พวกแรก มุมที่เคยได้ฉากจะกลับเย้ไป สำหรับไม้ท่อนกลม หรือไม้แปรรูปที่มีไส้หรือใจติดอยู่ตรงกลาง มักจะมีรอยแตกอ้าตามผิวรอยหนึ่ง หรือหลายๆ รอยเสมอ สำหรับตามแนวยาวของไม้ อาจจะเกิดการโก่ง โค้ง และบิด

ไม้ที่ใช้งานตากแดดตากฝนอยู่เป็นประจำ เช่น พื้นชาน ก็มีเหตุที่ทำให้ไม้หดตัวไม่เท่ากัน เกิดจากความแตกต่างของปริมาณความชื้น ที่ผิวของไม้กับไม้ ส่วนที่อยู่ลึกๆ ลงไป ในที่สุดก็ทำให้เกิดรอยปริ รอยร้าว หรือรอยแตกปรากฏอยู่ทั่วไป

การเสียรูปจากการหดตัว

การเสียรูปจากการหดตัว

การเสียรูปจากการหดตัว

ความแข็งแรง

หมายถึง ความสามารถของไม้ที่จะรับน้ำหนัก หรือแรงภายนอก เช่น แรงน้ำ แรงลม น้ำหนักของสิ่งของ หรือแรงที่มนุษย์ทำขึ้น เพื่อใช้ในงานทดสอบโดยเฉพาะ เป็นคุณสมบัติสำคัญที่จะต้องพิจารณาเมื่อนำไม้มาใช้ก่อสร้างบ้านเรือน หรืองานอื่นๆ ในลักษณะเดียวกัน แรงที่เข้ามากระทำต่อไม้ที่ใช้ในการก่อสร้างนั้น แยกได้เป็น ๓ ประเภท คือ

แรงดึง ซึ่งมีผลทำให้ไม้แยกออกจากกัน เช่น ตัวไม้ที่ใช้ตียึดโยงต่างๆ

แรงบีบ มีผลให้ไม้บีบตัวเข้าหากัน เช่น ไม้ที่ใช้เป็นสาตอม่อ หรือไม้ค้ำยัน

แรงเชือด ทำให้ไม้ส่วนหนึ่งไถลเลื่อนเคลื่อนคลาดออกไปจากส่วนข้างเคียง

บางกรณี เช่น ไม้ที่ใช้งานในลักษณะคาน ตง ได้รับแรงทั้ง ๓ ประเภท เข้ากระทำพร้อมๆ กัน กล่าวคือ รับแรงบีบทางด้านบน หรือด้านโค้งเข้า แรงดึงทางด้านล่าง หรือด้านโค้งออก และแรงเชือดตามแนวยาวของคาน

ความจริงยังมีคุณสมบัติที่เกี่ยวเนื่องกับความแข็ง แรงอยู่อีก ๓ อย่าง คือ ความยากง่ายในการทำให้ไม้ เสียรูป เรียกว่า ความดื้อ หรือความยืดหยุ่น ความยาก ง่ายในการทำให้ไม้แตกหักออกจากกัน เรียกว่า ความ เหนียว หรือความเปราะ และความสามารถต้านทานต่อ ความขีดข่วนเจาะไช เรียกว่า ความแข็ง คุณสมบัติทั้งสี่นี้ รวมเรียกว่า กลสมบัติของไม้

ในการทดลองหาค่าทางกลสมบัติของไม้ตามวิธี มาตรฐานสากล มีการทดลองในการดัด (รับแรงอย่าง คานโดยเพิ่มน้ำหนักหรือแรงทีละน้อยๆ) การเดาะ (รับแรงอย่างคานแต่เป็นแรงที่มีความเร็วต้นหรือแรง กระแทก) การบีบขนานเสี้ยนและตั้งฉากเสี้ยน การ เชือดตามแนวเสี้ยน การดึงตั้งฉาก เสี้ยนและความแข็ง ทั้งนี้โดยทำการทดลองที่ ๒ ระดับความชื้น คือ เมื่อสด มีความชื้นเกินร้อยละ ๓๐ และแห้งมีความชื้นร้อยละ ๑๒ โดยทั่วๆ ไป ค่าแรงดัดมีความสำคัญมากที่สุด ไม้แห้งจะมีค่าสูงกว่าไม้สดประมาณ ๑.๔ - ๑.๕ เท่า

ค่ากลสมบัติที่ได้จากการทดลอง ใช้เป็นเกณฑ์ ในการเปรียบเทียบคุณสมบัติไม้ ทำให้เราสามารถเลือกใช้ไม้ได้ตามความเหมาะสม วิศวกรได้อาศัยใช้ในการคำนวณ กำหนดขนาดตัวไม้ที่ใช้เป็นส่วนต่างๆ ของ อาคาร

การทดลองหาค่ากลสมบัติของไม้

ความทนทาน

หมายถึง ความสามารถในการต่อต้าน หรือต้านทานต่อตัวการทำลายไม้ต่างๆ ที่สำคัญ คือ รา ซึ่งเป็นพืชชั้นต่ำ ทำให้ไม้ผุ หรือเสียสี มอดและปลวก เป็นแมลง ซึ่งอาศัยกินสารในไม้ หรือเนื้อไม้เป็นอาหาร

สำหรับไม้ที่ใช้ในน้ำ ถ้าเป็นน้ำจืด จะมีตัวอ่อน ของแมลงพวกชีปะขาว หรือที่เรียกว่า เพรียงน้ำจืด เข้าทำอันตรายเพื่อใช้เป็นที่หลบภัย ในน้ำกร่อยหรือน้ำ เค็ม จะมีเพรียง พวกหอยสองฝา และสัตว์พวกกุ้งปูบาง ชนิดเข้าทำลาย เพื่อใช้เป็นที่หลบภัยอยู่อาศัย และกินเป็นอาหาร

สาเหตุที่ทำให้ไม้มีความทนทานแตกต่างกันนั้นวิเคราะห์กันว่า เนื่องมาจากเหตุ ๒ ประการ คือความแน่น และสารแทรกในเนื้อไม้ ไม้ที่มีความแน่นสูง หรือมีช่องรูอุดตัน ยอมให้น้ำ และอากาศถ่ายเทได้ยาก จะมีความทนทานสูงกว่าไม้ที่เบา หรือที่ โครงสร้างโปร่ง แต่ที่สำคัญที่สุด คือ ชนิด และปริมาณสารแทรกที่มีในเนื้อไม้ เห็นได้ชัดจากสารแทรกที่มีในส่วนกระพี้ และแก่นไม้ดังกล่าวมาแล้วแต่ต้น

วิธีทดลองหาความทนทานของไม้ตามธรรมชาติ ที่ถือเป็นสากลในปัจจุบันคือ ใช้ไม้ขนาดกว้าง หนา ๕ เซนติเมตร ยาว ๕๐ เซนติเมตร ปักไว้ในดินกลางแจ้ง แล้วคอยตรวจตราทุกๆ ระยะ ๖ เดือน บันทึกความ เสียหายที่เกิดขึ้นเป็นระยะๆ จนไม้เสียหายสิ้นเชิง จึงจะถือว่าเสร็จสิ้นการทดลองไม้ที่ไม่ทนทาน เช่น ปออีเก้ง ปักอยู่ไม่ถึง ๖ เดือนก็ผุ หรือปลวก มอด ทำลายหมด ไม้ยางทนทานได้ ๓-๔ ปี ไม้ตะเคียนทอง ทนทานได้ถึง ๗ ปี ไม้เต็ง รัง สัก ทนทานเกิน ๑๐ ปีขึ้นไป

เกี่ยวกับความทนทานของไม้นี้ เขาแบ่งสภาพ แวดล้อมของสถานที่ซึ่งนำไปใช้ไว้เป็น ๖ สภาพ คือ

ในร่ม หมายถึง เป็นที่พ้นจากแดดฝน ไม่มีโอกาสถูกน้ำ ซ้ำซากได้ กลางแจ้ง ถูกแดดถูกฝนได้ตามกาลเวลา แต่จะไม่เปียกชื้นอยู่นาน

ที่แฉะชื้น คือ ที่ใช้ติดดินหรือ ที่เปียกชุ่มอยู่เสมอเป็นเวลานานๆ ในน้ำจืดและน้ำเค็ม เข่น เสาเขื่อน สะพาน หรือเรือ และใช้ใต้ดิน เช่น เสาเข็ม

ไม้ที่ใช้ในร่ม จัดว่าอยู่ในที่ปลอดภัยที่สุด กล่าวคือ ไม่มีโอกาสผุหรือขึ้นรา ถ้าเป็นแก่นก็มักปลอดจากมอด หากไม่มีมาตรการป้องกันปลวกที่ดี ก็อาจได้รับอันตรายจากปลวกได้

ไม้ที่ใช้กลางแจ้ง และที่แฉะชื้น มีความล่อแหลมต่ออันตรายจากรา มอด และ ปลวกน้อยมากตามลำดับ

ไม้ที่จมอยู่ใต้น้ำ ปลอดภัยจากรา มอด และปลวก แต่ยังมีเพรียงทำลายได้อยู่

ไม้ที่อยู่ใต้ดิน ในระดับลึกกว่าดินผิวพ้นระดับที่มีซาก พืช หรืออยู่ใต้ระดับน้ำในดิน จะปลอดภัยจากตัวการทำอันตรายทั้งปวง

ที่มา : http://kanchanapisek.or.th/kp6/sub/book/book.php?book=3&chap=6&page=t3-6-infodetail03.html

คำถาม  5  ข้อ

1. ความชื้น ในที่นี้หมายถึงอะไร
ตอบ น้ำที่มีอยู่ในไม้ มีความสัมพันธ์ต่อคุณสมบัติของไม้ในด้านต่างๆ อย่างสำคัญยิ่ง ปริมาณความชื้นในไม้ นิยมแสดงเป็นค่าส่วนร้อยของน้ำหนักของเนื้อไม้แท้ๆ

2. น้ำหนัก ในที่นี้หมายถึงอะไร
ตอบเนื้อไม้แท้ๆ จะมีค่าความถ่วงจำเพาะโดยเฉลี่ยประมาณ ๑.๕๔ หรือหนักกว่าน้ำประมาณหนึ่งเท่าครึ่ง

3. การที่ไม้หดตัวตามทิศทางต่างๆ ไม่เท่ากันนี้ ทำให้ไม้แปรรูปที่ได้จากส่วนต่างๆ ของต้นไม้เมื่อยังสด มีรูปเป็นอย่างไร
ตอบ มีรูปเปลี่ยนแปลงไปได้เมื่อไม้แห้งลง ไม้ที่ด้านกว้างสองด้านขนานกับรัศมี จะหดตัวมากทางความหนา ที่ด้านกว้างสองด้านขนานกับแนวสัมผัส จะหดตัวมากทางความกว้าง ที่มีด้านก้ำกึ่งอยู่ระหว่าง ๒ พวกแรก มุมที่เคยได้ฉากจะกลับเย้ไป สำหรับไม้ท่อนกลม หรือไม้แปรรูปที่มีไส้หรือใจติดอยู่ตรงกลาง มักจะมีรอยแตกอ้าตามผิวรอยหนึ่ง หรือหลายๆ รอยเสมอ สำหรับตามแนวยาวของไม้ อาจจะเกิดการโก่ง โค้ง และบิด

4.  ความทนทาน ในที่นี้หมายถึงอะไร
ตอบ หมายถึง ความสามารถในการต่อต้าน หรือต้านทานต่อตัวการทำลายไม้ต่างๆ ที่สำคัญ คือ รา ซึ่งเป็นพืชชั้นต่ำ ทำให้ไม้ผุ หรือเสียสี มอดและปลวก เป็นแมลง ซึ่งอาศัยกินสารในไม้ หรือเนื้อไม้เป็นอาหาร

5. เกี่ยวกับความทนทานของไม้นี้ เขาแบ่งสภาพ แวดล้อมของสถานที่ซึ่งนำไปใช้ไว้เป็น ๖ สภาพ คืออะไรบ้าง
ตอบ   1) ในร่ม  2) ที่แฉะชื้น  3) ไม้ที่ใช้ในร่ม  4) ไม้ที่ใช้กลางแจ้ง  5) ไม้ที่จมอยู่ใต้น้ำ  6) ไม้ที่อยู่ใต้ดิน