Bild 2. Ett tvärsnitt av hur fiberväggen är uppbyggd och hur fibrerna limmas samman med mittlamellen.

Transkript

1 Träets uppbyggnad Träden är som allt levande i vår natur uppbyggda av celler. Stammen hos barrträden består i tvärsnittet av märg, kärnved, splintved och bark. I tvärsnittet ser man årsringarna där bredden visar hur fort trädet vuxit. Träd växer olika fort. Kvaliteten på virket beror dels på plantans egenskaper och den miljö och det klimat trädet växer i, dels på hur skogen sköts. Strukturen på virket växlar beroende på naturliga variationer och på störningar och fel av olika slag. Tillväxtstörningar av olika slag kan leda till spänningar, sprickor och kådlåpor eller till att så kallad reaktionsved bildas. Liksom kvistar är dessa störningar naturliga variationer i virket. Cellstruktur Cellerna som träden är uppbyggda av kan ses som tegelstenar i en byggnad. Hos barrträden kan cellerna delas in i de två huvudgrupperna fibrer (trakeider) och parenkymceller. Fibrerna upptar procent av trädstammens volym. När fibern är färdigbildad dör den. Det innebär att nästan alla celler i trädet är döda. Parenkymcellerna är däremot levande i splintveden, medan de är döda i kärnan. Vedkemi Cellerna består i sin minsta del av sockerarten glykos. Den är sammankopplad till långa cellulosakedjor, som i sin tur är sammanlänkade till fibriller. Bild 1. En principbild av hur fiberväggen är uppbyggd. Bild 2. Ett tvärsnitt av hur fiberväggen är uppbyggd och hur fibrerna limmas samman med mittlamellen. Totalt består cellväggen av 40 till 160 fibrillager, minst i vårveden och flest i sommarveden. Mellan fibrillerna inlagras hemicellulosa, som i sin minsta beståndsdel också består av sockerarter som till exempel xylos, galaktos och mannos. När fibern är fullvuxen inlagras lignin i cellväggen. Lignin är en amorf fenolpropanenhet som fungerar som lim både mellan fibrillerna och mellan trädets alla fibrer. I cellväggarna och speciellt i parenkymcellerna finns mindre mängder extraktivämnen. Dessa brukar indelas i grupperna skyddsämnen, näringsämnen och oorganiska ämnen (aska). Den kemiska sammansättningen hos barrträdens ved framgår av tabellen.

2 Ämne Procent av vikten Gran Tall Cellulosa Hemicellulosa Lignin Extraktivämnen 3 6 Tabell 1. Barrvedens kemiska sammansättning. Vedanatomi Fibrerna är tunna som hårstrån och 0,5 till 6 mm långa. Kortaste fibern finner man vid märgen i stubben. Fiberlängden ökar ju högre upp i trädet man kommer utmed märgen och ju längre ut mot barken man kommer. Den längsta fibern finner man vid den första gröna grenen intill barken. Såväl vertikalt som radiellt i trädet förekommer stråk av parenkymceller. Radiellt är de lokaliserade till märgstrålarna. Hos de flerskiktade märgstrålarna omsluter parenkymcellerna horisontella hartskanaler som står i förbindelse med vertikala hartskanaler. Även dessa är omgivna av parenkymceller. Parenkymcellerna lagrar och transporterar näringsämnen till trädets levande celler. När trädet börjar bilda kärna, vid ungefär 30 till 50 års ålder, avsöndrar parenkymcellerna hartser som täpper till fibrernas porer och cellhåligheter. Detta leder till att den kapillära vätsketransporten avstannar och att vätskediffusionen försvåras. Bild 3. Illustration av skillnaden mellan en vår- och en sommarvedsfiber. Stammens uppbyggnad En barrträdstam består i tvärsnittet av märg, kärnved, splintved och bark. Hos vissa trädslag har kärnveden en mörkare färgton än splinten, till exempel hos furan, lärk och ek. Hos andra trädslag skiljer sig inte kärnvedens färgnyans från splintvedens, till exempel hos gran och silvergran. Men trots det finns det kärnved i de flesta trädslag. Kärnved hos trädslag med mörk kärna har i regel bättre beständighet mot mikrobiell nedbrytning än kärnved hos trädslag med ljus kärna.

3 a. Principiell uppbyggnad av trädstam. L är symmetriaxel. b. Utskuren kub med symmetriaxlar. c. Uppförstorad del av årsring Bild 1. Trädstammens uppbyggnad med dess cylindersymmetri och symmetriplan. Dessutom är kärnveden alltid beständigare än splintveden. I markkontakt är skillnaden marginell, men ovan mark är den i de flesta fall avsevärd. I kärnveden ligger fuktkvoten mellan 30 % och 50 %. I splintveden ökar fuktkvoten från cirka 50 % vid kärngränsen till 160 % ute vid barken. På mikronivå har trä en struktur som liknar små sammanlimmade rör (cellerna). Rörens diameter liksom väggtjocklek kan variera, men väggens materialegenskaper är likartade i de flesta träslag. Detta gäller särskilt densiteten, som är cirka kg/m³, vilket betyder att virkesegenskaper som till exempel elasticitetsmodul, hållfasthet och densitet är starkt kopplade till rörens väggtjocklek och till varandra. En trädstam är uppbyggd av mer eller mindre koncentriska skal (årsringsplan), se bilden. Symmetrisk uppbyggnad Uppbyggnaden innebär att trädstammen är (nästan) cylindersymmetrisk med avseende på en axel längs stammen genom märgen. En liten träkub, som skärs ut en bit från märgen, uppvisar en annan form av symmetri. Bortser man från årsringarnas svaga krökning i kuben kan tre symmetriplan urskiljas. Dessa är vinkelräta i förhållande till varandra. En sådan symmetri kallas ortogonal och trä betraktas ofta som ett ortogonalt anisotropt material. De olika symmetriplanen betecknas ofta med L (=längs fiberriktningen), R (=radiellt i förhållande till årsringarna) och T (=tangentiellt i förhållande till årsringarna). Näringstransport I splintveden sker transporten av vatten och däri lösta närsalter upp till trädets barr och löv, där fotosyntesen sker. Vid fotosyntesen omvandlas närsalter, koldioxid och solenergi till näringsämnen som transporteras ut till trädets alla levande celler. Transporten sker i bastbarken, utanför splintveden och tillväxtlagret, ända ned till trädets finaste rötter. Ytterst i stammens tvärsnitt finns barken, som skyddar stammen mot infektioner och uttorkning.

4 Bild 2. Transporten av vatten och näringsämnen i en trädstam. Årsringar Vårved och sommarved I stammens tvärsnitt kan man se ljusa och mörka ringar, så kallade årsringar. De ljusa ringarna är vårved, det vill säga ved som bildats under våren och försommaren. Denna ved har tunnväggiga svaga fibrer med låg densitet och hög vätskepermeabilitet. De mörkare ringarna är sommarved. Det är ved som bildats under sommaren och tidig höst. Fibrerna i denna ved har tjocka och starka fiberväggar med tre gånger högre densitet än vårveden. Dessutom har sommarvedsfibrerna låg vätskepermeabilitet. Årsringsbredd Antalet årsringar i stubben anger trädets ålder. Årsringarnas bredd visar hur fort trädet vuxit. Trädets tillväxthastighet och därmed årsringsbredd beror på genetiska anlag, markens bördighet och det lokala klimatet - temperatur, ljus och framförallt nederbörd. Dessutom har skogens skötsel, det vill säga antal röjningar och gallringar samt hur hårda dessa är vid varje ingrepp, en avgörande betydelse för årsringsbredden. Ett träd som fritt fått utveckla sig har de bredaste årsringarna närmast märgen, varefter bredden gradvis avtar mot barken. Efter en röjning eller gallring kan man se språng i årsringsutvecklingen. Det beror på att trädet fått tillgång till mer näring och mer solljus när grannträden tagits bort. Nederbördsfattiga år ger smalare årsringar än regniga år. Generellt sett avtar årsringsbredden ju längre norrut man kommer i Sverige. Detta beror på kyligare klimat och därmed kortare växtsäsong. Trots detta är hållfastheten hos det sydsvenska barrträdsvirket väl så bra som det norrländska. Detta beror på att andelen tung sommarved är större hos de sydsvenska träden. Ungdomsved Den märgnära veden, den så kallade ungdomsveden, omfattar 10 till 20 årsringar beroende på vilken egenskap som avses. Denna ved har helt andra egenskaper än den mogna veden. Fibrerna är kortare,

5 klenare, tunnväggigare och har större fibrillvinkel än den mogna veden. Veden nära märgen har därför lägre hållfasthet och krymper mer longitudinellt än den mogna veden. Detta leder bland annat till att den märgnära veden har större tendens att spricka och deformeras än den mogna veden. Bild 1. Stammens ved kan delas upp i ungdomsved och mogen ved. Kärnvedsämnen kan lagras in i både ungdoms- och mogen ved. Trädets tillväxt och virkeskvalitet På våren, när trädets hormoner signalerar att nu är det dags att börja växa, skjuter trädtoppen ett nytt skott och bildar ett nytt grenvarv samtidigt som tillväxtlagret utmed hela stammen börjar producera vedfibrer. Ett ungt träd, som står på god mark, kan under en växtsäsong växa över en halv meter i höjd medan mogna träd nöjer sig med någon decimeter. Diametertillväxten kan på mycket bra marker vara nästan en centimeter per år hos unga träd, medan 2-3 mm är mera vanligt hos mogna träd. Stammens tillväxt kan man beskriva som att en kon med ett par mm godstjocklek varje år träs på stammen. Kvistighet Grenarna växer på samma sätt som trädet i tvärsnitt och längd. All tillväxt på längden sker från grenspetsarna. Toppskottets möjlighet att växa upphör om toppen skadas till exempel genom åverkan av vilt eller för att toppen bryts av. Andra tillväxtspetsar kommer då att ta över, vilket innebär att ett sidoskott - en gren - bildar ny topp. Grenarnas utveckling beror på genetiska faktorer och tillgång på ljus. Det gäller även kvistarnas storlek och virkets kvalitet inne i stammen. Kvistigheten i virket är med andra ord en följd av ljusförhållandena på trädets växtplats. Stora grova kvistar tyder på ljus och luftig växtplats, det vill säga ett glest bestånd. Fristående granar har därför mycket grova grenar. Många små kvistar tyder på en skuggig växtplats, det vill säga ett tätt bestånd. Under sådana förhållanden kan även granen bli i det närmaste kvistfri. Mycket täta bestånd löper dock stor risk att drabbas av snö- eller stormskador. Grenarna kan leva under hela trädets livscykel eller dö och falla av, allt beroende på hur tätt träden står i beståndet. Kvarvarande kvistar inne i stammen vallas över vid vedbildningen. Detta är typiskt för tallen, som har en naturlig kvistrensning till cirka en tredjedel av stamlängden. Kvar inne i stocken blir spåren av de gamla kvistarna. Beroende på grenarnas utseende i den sågade plankan talar man om olika sorters kvistar. Kvistigheten hos virke påverkas av skogsbruksåtgärderna. Täta förband i det unga beståndet ger många små grenar. Vid röjningen minskar de kvarvarande trädens konkurrens om ljus och näring genom att bland annat skuggande lövträd och vissa barrträd tas bort. Vid de följande gallringarna tar man bort de svagare träden och ger de livskraftiga träden möjlighet att utvecklas, i konkurrens med lika stora omkringstående träd. Grentillväxten sker huvudsakligen i toppen på trädet.

6 Bild 1. En principiell bild av stammens olika kvistzoner och av hur stammens olika stocktyper benämns. Virkeskvalitet Tillväxthastigheten hos ett träd beror på plantans genetiska egenskaper samt framförallt på växtplatsen och på hur starka röjningarna och gallringarna är. Granar kan under gynnsamma växtförhållanden bli upp mot 40 m och tallar upp till 30 m höga. På grund av att trädets tillväxt varierar under omloppstiden får olika delar av stammen olika kvalitet. Detta medför att rotstocken kan vara lämplig för en viss slutprodukt medan toppstocken är lämplig för en helt annan. Sidobräder från furans rot- och mellanstock är vanligen kvistfria. Ur dessa bräder kan bästa virket för snickeriändamål och möbler tas. Däremot har furans toppstock vanligen friska kvistar ända ut i sidobräderna. Detta virke kan också användas till möbler, men då vanligen till ett billigare möbelsortiment. Kvistar Kvistar kan i olika grad påverka hållfastheten. Detta beror på den fiberstörning som uppkommer runt kvisten. Vissa kvistar kan lossna efter att virket torkats, vilket medför att sådant virke klassas ned till en lägre sort i gängse sorteringsregler. Barkringskvist kvist helt eller delvis omsluten av invuxen bark. Barkringskvist som till mindre än 1/4 omges av bark mäts och bedöms som torrkvist. Bladkvist i längdriktningen genomskuren kvist på plankans märgsida och som inte når fram till virkeskanten. Frisk kvist kvist som i det växande trädet till mer än 3/4 är sammanväxt med den omgivande veden. Hornkvist i längdriktningen genomskuren kvist, som på märgsidan utvidgar sig mot kanten/hörnet och som delvis också syns på kantsidan. Hörnkvist kvist i skärningen mellan kantsida och flatsida.

7 Kvistgrupp anhopning av närbelägna kvistar, som har tydligt åtskilda fiberstörningar. Är kvistarna inte tydligt åtskilda av ett ostört fiberparti räknas de som en enda kvist. Kvistgrupper kan finnas såväl på ytsidor som på kantsidor. För att räknas som en kvistgrupp ska den bestå av minst 4 stycken kvistar större än 12 mm i diameter och hela kvistgruppen ska ligga inom 150 mm virkeslängd. Pärlkvist liten, i regel mörkfärgad torr kvist med en diameter av högst 7 mm. Rötkvist kvist angripen av röta. Strökvistar kvistar som sitter spridda utan att bildar grupper. Svartkvist mörkfärgad torrkvist. Svartringad kvist torrkvist, ofta löst sittande, omgiven av en mörk ring. Torrkvist död kvist hos det växande trädet, kan sitta fast eller vara lös. Tillväxtstörningar Tillväxtstörningar kan leda till att hela trädet eller bara toppskottet böjer sig. Om någon yttre faktor påverkar toppknoppens strävan att behålla kortaste avståndet till solen (fototropism) korrigerar trädet detta snabbt. Ibland kan en avvikelse vara önskvärd för ett visst ändamål, medan den i andra fall inte får förekomma. Vresved eller masurvirke efterfrågas till exempel av fanerindustrin, men ses som ett fel hos virke till bärande konstruktioner. De flesta tillväxtstörningar påverkar främst virkets hållfasthet. Vissa störningar begränsar dock virkets användning av andra orsaker, till exempel möjligheten att ytbehandla den färdiga träprodukten. Barkdrag i ved invuxen bark. Kådlåpa en öppning mellan två årsringar i virkesstycket, vanligen fylld med kåda. Kådved furuvirke med onormalt hög kådhalt. Olämpligt i virke som ska beröras eller lackeras. Kärnspricka radiell spricka i kärnan hos det växande trädet. Lyra mer eller mindre övervallad stamskada. Ringspricka sprickor utmed årsringar, ofta mellan ett senvuxet och ett frodvuxet parti. Rödved rödaktig kärnved hos mycket gammal fura, ska inte förväxlas med röta. Snedfibrighet virke vars fiberriktning inte är parallell med stammens längdaxel. Tjurved = reaktionsved ved med avvikande fiberegenskaper. Tjurved är speciella fibrer som bildas i det växande trädet för att kompensera för onormala påkänningar, till exempel lutning eller snötyngd. Tjurved är mörkare än normal ved och ger virket onormala formförändringar vid torkning. Toppbrott skada som uppstått där trädets topp brutits av genom yttre påverkan av till exempel snö, vind eller viltbetning. Skadan medför ofta fiberstörningar med tjurved som resultat samt röta och nedsatt hållfasthet. Vresved ved med starkt oregelbunden fiberriktning "fiberrosor". Missfärgningar och vedförändringar Virket kan angripas av svampar som ger missfärgning och förändringar i veden. Insektsangrepp påverkar också kvaliteten. Olämplig hantering som felaktigt förfarande vid torkning, lagring eller sågning av virke kan leda till olika fel och brister. Svampar kan indelas i grupperna mögel-, blånads- och rötsvampar. Mögelsvampen växer endast på vedens yta och missfärgar ytan. Blånadssvampen växer däremot inne i veden och missfärgar den samt ökar virkets permeabilitet. Det gör virket olämpligt att använda till utvändig fasadbeklädnad och dylikt. Rötsvampen bryter ned fiberväggarna med sitt enzym och sätter därmed ned virkets hållfasthet. Vädergrånat virke är olämpligt som underlag för täckmålning. Blånad blåaktig missfärgning av virke orsakad av blånadssvamp.

8 Brädgårdsblånad blånad som uppkommer på sågat virke under torkning i brädgård. Fast röta stadium hos rötförlopp där vedens hållfasthet ännu inte påtagligt har minskat. I ofruset tillstånd gör faströta samma motstånd som intilliggande frisk ved vid tryck med kantigt hårt föremål. Lös röta röta som i ofruset tillstånd gör mindre motstånd än intilliggande frisk ved vid tryck med kantigt föremål. Mjuk röta röta som i någon mån minskar vedens hållfasthet och gör att veden blir lätt uppmjukad. Stockblånad blånad i ved som funnits i stocken före uppsågningen. Normalt förekommer stockblånad endast i splintveden och 50 mm från stockens ändyta alternativt 5 mm innanför stockens mantelyta. Ströblånad blånad som uppstår där strön eller omgivande virke ligger an mot en bräda eller planka och därvid skapar gynnsamma fuktighetsförhållanden för blånadssvampen. Torkhusblånad blånad som uppstår på virke under felaktig torkning i virkestork. Trämögel ett samlingsnamn för vissa missfärgande virkesskadesvampar som under gynnsamma betingelser tillväxer och förökar sig på virke. Trämögelsvampar omfattar såväl mögel- som blånadssvampar. Vädergrånad färgförändring mot grått hos träyta som inte beror på blånad eller mögel. Insektssting insektshål med mindre diameter än 2 mm. Torkningsspricka spricka som uppstår genom spänningar i veden under torkning. Vankant fel som uppstår vid sågning. Vankant är den del av virkesstyckets yta som inte berörts av sågbladet.