timber - civil.eng.cmu.ac.th · department of civil engineering, chiang mai university...

TIMBER

Manop Kaewmoracharoen, Ph.D.

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

Timber

CE 215 – Structural Materials and Testing

อ.มานพ แกว้โมราเจริญ (Manop Kaewmoracharoen, Ph.D.)

ภาคการศึกษา 2/2554

ภาควชิาวศิวกรรมโยธา มหาวทิยาลยัเชียงใหม่

อนุญาตใหค้ดัลอก ท าซ ้า แกไ้ขตามเงื่อนไขครีเอฟทีฟคอมมอนส ์(cc-by-sa)

เอกสารการสอนเผยแพร่ท่ี http://civil.eng.cmu.ac.th/lecture-notes

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

Timber - ไม ้

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

ท่ีมา: Ching, 1995.

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

ศพัทท่ี์ควรรู ้

plank

plywood

veneer

particle board

MDF

parquet

วงปี

ไมเ้น้ืออ่อน

ไมเ้น้ือแข็ง

กระพี้ ไม ้

แก่นไม ้

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

เน้ือหาเก่ียวกบั ไม ้

ประวติั

ส่วนประกอบของตน้ไม ้

การแปรรปูไม ้

การทดสอบ

การใชง้าน

มาตรฐาน

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

ประวติั

ไม ้ใชส้ าหรบัท่ีอยูอ่าศยั + เรือ

วิศวกรรมไม ้

วสัดุทดแทน

ส่วนประกอบของตน้ไม ้

สารประกอบในตน้ไม ้

ไมเ้น้ือออ่น และ ไมเ้น้ือแข็ง

ต าหนิไม ้

ตน้ไม ้

ท่ีมา: Wikipedia http://en.wikipedia.org/wiki/Wood

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

ส่วนประกอบของตน้ไม ้

เปลือกไม ้(bark)

เปลือกชั้นใน (phloem, inner bark)

แนวแมเ่ซลล ์(cambium)

เน้ือไม ้(xylem)

กระพ้ีไม ้(sapwood)

แก่นไม ้(heartwood)

ไสไ้ม ้(pith)

ท่ีมา: Ching, 1995.

bark

phloem

cambium

pith

xylem

heartwood

sapwood

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

ส่วนประกอบของตน้ไม ้

เน้ือไม ้(xylem) แบ่งได ้

กระพ้ีไม ้(sapwood) - อ่อนกวา่

แก่นไม ้(heartwood) - แก่กวา่

ท่ีมา: Wikipedia http://en.wikipedia.org/wiki/Wood

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

สารประกอบในตน้ไม ้

เซลลโูลส (cellulose) – 40-50%

ลิกนิน (lignin) – 15-30%

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

การเติบโตของไม ้

ความสงู – โตท่ียอดไม ้

เสน้ผ่าศนูยก์ลาง – โตผ่าน cambium

[xylem + phloem]

วงปี (annual ring)

Early wood, Spring wood,– ไมท่ี้โต

ในช่วงฤดูใบไมผ้ลิ โตเร็ว ผนังหา่ง สี

อ่อน

Late wood, Summer wood – ไมท่ี้โต

ในช่วงฤดูรอ้น โตชา้ ผนังชิด สีเขม้ Late

wood

Early

wood

ท่ีมา: Ching, 1995.

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

ไมเ้น้ืออ่อน และ ไมเ้น้ือแข็ง

สหรฐัอเมริกา - แบ่งตามพนัธุไ์ม ้

Hardwood – ไมจ้ากตน้ไมใ้บกวา้ง เช่น

เชอร่ี, เมเป้ิล, โอก๊

Softwood – ไมจ้ าพวก conifers (พวก

evergreen) เช่น ไมจ้ากตน้สน

มาตรฐานไทย กอ่นปี 2517

ท่ีมา: Wikipedia http://en.wikipedia.org/wiki/Pinophyta

ป่าสน

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

ไมเ้น้ืออ่อน และ ไมเ้น้ือแข็ง

ไทย – นิยามต่างออกไป กรมป่าไม ้และ มาตรฐานอุตสาหกรรม แบ่งตาม

ก าลงัตา้นทางแรงดดั และความทนทาน

ก ำลงัตำ้นแรงดดัโคง้

(เมกำปำสกำล)

ควำมทนทำนตำม

ธรรมชำต ิ

ไมเ้น้ือแข็ง (hard wood) >100 > 6 ปี

ไมเ้น้ือแข็งปานกลาง (medium-hard wood) 60-100 > 2 ปี

ไมเ้น้ืออ่อน (soft wood) < 60 < 2 ปี

ท่ีมา: มอก.421 - 2525

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

ไมเ้น้ืออ่อน และ ไมเ้น้ือแข็ง

ไทย – วิศวกรรมสถานแหง่ประเทศไทย แบ่งตามก าลงัรบัแรง 5 ประเภท

ไมเ้น้ืออ่อนมำก ไมเ้น้ืออ่อน ไมเ้น้ือแข็งปำน

กลำง

ไมเ้น้ือแข็ง ไมเ้น้ือแข็ง

มำก

กระทอ้น จ าปาป่า

จิกนม ยมหอม ยาง

ขาว สองสลึง

กราด กระเจา กะ

บาก ตะปนูขาว

พะยอม ยางแดง สกั

อินทนิล

กวา้ว ตะเคียนทอง

ตะเคียนหม ูตะแบก

ตาเสือ นนทรี พลวง

มะค่าแต ้

กนัเกรา แดง ตะครอ้ไข่

ตะครอ้หนาม เต็ง ประดู่

มะค่าโรง ยมหิน รงั เลียงมนั

หลุมพอ สกัข้ีควาย เค่ียม

กระพ้ีเขาควาย

เขล็ง ตีนนก

บุนนาค

ท่ีมา: วสท. 1002-16

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

ต าหนิไม ้

ตาไม ้

รอยรา้ว

รอยปริ

รมูอด

ท่ีมา: มอก.421-2525

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

ความหนาแน่นของไม ้

วดัไดห้ลายวิธี

ASTM D2395 -07a

Test Method A—Volume by Measurement

Test Method B—Volume by Water Immersion

Test Method C—Flotation Tube

Test Method D—Forstner Bit

Test Method E—Increment Core

Test Method F—Chips

ขั้นตอนการแปรรปูไม ้

การอบผ่ึงไม ้

การแปรรปูไม ้

ท่ีมา: Wikipedia http://en.wikipedia.org/wiki/Timber

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

การแปรรปูไม ้

ท่ีมา: Ching, 1995.

log rough lumber dressed lumber

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

การแปรรปูไม ้

ท่ีมา: Ching, 1995.

Quarter saw Plain saw

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

ความช้ืนในไม ้และการหดตวั

Oven dry Surfaced dry (<19%) Fiber-saturation point (25-32%)

ท่ีมา: Ching, 1995.

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

ความช้ืนในไม ้และการหดตวั

Tangential shrinkage

Radial shrinkage

Longitudinal shrinkage

ท่ีมา: Ching, 1995.

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

การอบผ่ึงไม ้

ประโยชน์

ลดความชื้ นในเน้ือไม ้

ท าใหไ้มย้ืดและหดตวัน้อย

วธีิการอบผ่ึงไม ้

Air seasoning

Kiln seasoning

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

การแปรรปูไม ้

ขั้นตอนการแปรรปูไม ้

http://www.youtube.com/watch?v=irfBC2OlQPQ

การอบผ่ึงโดยใชเ้ตา

http://www.youtube.com/watch?v=IxbIXDnXGPM

การทดสอบ

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

การทดสอบ

ก าลงัตา้นแรงดึง

ขนานเส้ียน

ตั้งฉากเส้ียน

ก าลงัตา้นแรงอดั

ขนานเส้ียน

ตั้งฉากเส้ียน

ท ามุมเส้ียน

ก าลงัตา้นแรงดดั

ก าลงัตา้นแรงเฉือน

ขนานเส้ียน

ตั้งฉากเส้ียน

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

การทดสอบ

การทดสอบอ่ืนๆ

Hardness

Cleavage

Nail withdrawal

Toughness

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

การทดสอบ - ก าลงัตา้นแรงดึง

ก าลงัตา้นแรงดึงขนานเส้ียน มากกวา่ก าลงัตา้นแรงดึงตั้งฉากกบัเส้ียนมาก

ตวัอยา่งการใชง้านเชน่ โครงสรา้งทรสั

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

การทดสอบ - ก าลงัตา้นแรงอดั

ท่ีมา: ASTM D143-09

ก าลงัตา้นแรงอดั ขนานเส้ียน มากกวา่ ก าลงั

ตา้นแรงอดั ตั้งฉากเส้ียน ประมาณ 10:1

การกดไมต้ั้งฉากกบัเส้ียน แมไ้มจ้ะเสียรปู แต่

จะไม่ fail นิยมใชส้ าหรบั bearing plate

การกดไมข้นานเส้ียน (ตงัอยา่งก าลงัใน เสา)

ไมม้กัจะ fail เน่ืองจาก buckling มากกวา่

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

การทดสอบ - ก าลงัตา้นแรงอดั

การแตกหกัภายใตแ้รงอดั ในรปูแบบต่างๆ

ท่ีมา: ASTM D143-09

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

การทดสอบ - ก าลงัตา้นแรงดดั

ไมม้กัจะเสียรปูในดา้นรบัแรงอดั มากกวา่แรงดึง

Stress ท่ีมากสุดในการรบัแรงดดั เรียกวา่ Modulus

of rupture

ท่ีมา: ASTM D143-09

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

การทดสอบ - ก าลงัตา้นแรงดดั

การแตกหกัภายใตแ้รงดดั ในรปูแบบต่างๆ

ท่ีมา: ASTM D143-09

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

การทดสอบ - ก าลงัตา้นแรงเฉือน

ก าลงัตา้นเฉือนขนานเส้ียน น้อยกวา่ก าลงัเฉือนตั้ง

ฉากกบัเส้ียนมาก

ท่ีมา: ASTM D143-09

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

การทดสอบ – ความแข็งไม ้

ทดสอบความแข็งของไม ้โดยการกดบอลเหล็กลงไป

ในเน้ือไม ้

ท่ีมา: ASTM D143-09

การใชง้าน

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

การใชง้าน

โครงสรา้ง (structural material)

ความสวยงาม (aesthetic material)

อ่ืนๆ – โครงสรา้งชัว่คราว (ไมแ้บบ นัง่รา้น ค ้ายนั ฯลฯ)

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

การใชง้าน

ท่ีมา: Ching, 1995.

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

การใชง้าน

ท่ีมา: Ching, 1995.

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

การใชง้าน

ไมจ้ริง

ไมว้ิศวกรรม (engineered wood)

ไมอ้ดั (plywood)

วเีนียร ์(veneer)

ปารติ์เกิลบอรด์ (particle board)

เอ็มดีเอฟ (MDF)

วสัดุเหมือนไม ้– ไฟเบอรซี์เมนต ์

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

การใชง้าน - ไมจ้ริง

yard lumber

boards (< 2”)

appearance lumber

dimension lumber (2”-4”)

joist / plank light framing decking

Timbers (>5”)

beams and stingers

posts and timbers

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

การใชง้าน

solid column box column

ท่ีมา: Ching, 1995.

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

การใชง้าน

box beam built-up beam i-beam filtch beam

ท่ีมา: Ching, 1995.

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

ไมอ้ดั

ท่ีมา: Wikipedia, http://en.wikipedia.org/wiki/Plywood ท่ีมา: Ching, 1995.

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

ไมอ้ดั

วางไมแ้ต่ละแผ่นตั้งฉากกั้น (ขนานเสี้ ยน และ ตั้งฉากเส้ียน)

ก าลงัตา้นแรงดึง อยูร่ะหวา่งไมจ้ริงในแนวตั้งฉากกบัเส้ียน

(น้อย) กบัแนวขนานเสี้ ยน (มาก)

การหดตวั อยูร่ะหวา่งไมจ้ริงในแนวของไฟเบอร ์(น้อย) และ

แนวตั้งฉากกบัเส้ียน (มาก)

การงอของไม ้อาจเกิดจากความช้ืนของไมค้นละชนิด ความ

หนาท่ีแตกต่างได ้

คุณภาพข้ึนอยูก่บั ไม ้และกาว ท่ีใช ้

มาตรฐาน มอก. 876 (เดิม มอก. 178)

ท่ีมา: Ching, 1995.

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

วเีนียร ์

วเีนียร ์(veneer) หรือ ไมบ้าง

บางกวา่ 3 มม.

ตกแต่งผิวหน้าไม ้

(ในภาพ) ปารติ์เกิลบอรด์ท่ีมีวเีนียร ์(ล่าง)

ท่ีมา: Wikipedia. http://en.wikipedia.org/wiki/Particle_board

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

ไฟเบอรบ์อรด์

ปารติ์เกิลบอรด์ (particle board)

เศษไม ้อดักนัดว้ยกาว/เรซิน และความดนั

เอ็มดีเอฟ (medium-density fiberboard – MDF)

ยอ่ยไมเ้ป็นไฟเบอร ์อดักนัดว้ย กาว/เรซิน และความดนั

ท่ีมา: Wikipedia. http://en.wikipedia.org/wiki/Particle_board

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

วสัดุเหมือนไม ้

ไฟเบอรซี์เมนต ์หรือ วดูซีเมนตบ์อรด์

ท าจาก ซีเมนต ์ทราย ไฟเบอร ์

หน้าตาเหมือนไม ้

ท่ีมา: คอนวดู http://www.conwood.co.th

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

วสัดุเหมือนไม ้

ขอ้ดี

ความทนทานสงูกวา่

ป้องกนัไฟ

ไมม่ีปัญหากบัแมลง

ขอ้ดอ้ย

ราคาสงูกวา่

น ้าหนักต่อ ตร.ม. มากกวา่

ไมเ่ป็นมิตรต่อส่ิงแวดลอ้ม

ท่ีมา: คอนวดู http://www.conwood.co.th

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

วสัดุเหมือนไม ้

ท่ีมา: คอนวดู http://www.conwood.co.th ท่ีมา: เฌอร่า http://www.mahaphant.com ท่ีมา: วีวา่บอรด์ http://www.viva.co.th

SHERA VIVA BOARD CONWOOD

มาตรฐาน

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

มาตรฐาน

มอก. 421- 2525 ไมแ้ปรรปู

มอก. 424 - 2530 ไมแ้ปรรปูส าหรบังานก่อสรา้ง

มอก. 876 - 2547 , มอก. 877 - 2547 (เดิม มอก.178) - ไมอ้ดั

มยผ. 1221 ถึง 1227-51 - การทดสอบไม ้

วสท. 1002-16 - มาตรฐานส าหรบัอาคารไม ้

ASTM D143-09

BS 4978

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

มาตรฐาน

มอก. 421- 2525 ไมแ้ปรรปู

ไมแ้บ่งเป็น 2 ประเภท ไมส้กั และ ไมก้ระยา (ไมอ้ื่นนอกจากไมส้กั)

ความหนามาตรฐาน - 12 16 19 22 25 32 38 44 50 63 75 88 100 113 125 138 150

200 มิลลิเมตร

ความกวา้งมาตรฐาน - 25 38 50 63 75 88 100 113 125 150 175 200 225 250 275

300 350 400 มิลลิเมตร

ความยาวมาตรฐาน

ไมส้กั – เร่ิมท่ี 0.30 เมตร และเพิ่มช่วงละ 0.15 เมตร

ไมก้ระยา – เร่ิมท่ี 0.30 เมตร และเพิ่มช่วงละ 0.30 เมตร

ชื่อเรียก – ความหนา x ความกวา้ง x ความยาว

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

มาตรฐาน

มอก. 424- 2530 ไมแ้ปรรปูส าหรบังานกอ่สรา้งทัว่ไป

ไมแ้บ่งเป็น 3 ชั้น คุณภาพ

ชั้น 80 คือไมท่ี้มีความตา้นทานแรงอดัและแรงดึงไมน่้อยกวา่รอ้ยละ 80 ของไมช้นิดเดียวกนั

ท่ีปราศจากต าหนิ และมีขนาดของต าหนิต่างๆ ไมเ่กินขนาดท่ีก าหนดไวใ้นลกัษณะท่ีตอ้งการ

ในมาตรฐาน (เช่นไมท่ี้รบัแรงดึง ตอ้งมีตาไมเ่กิน 1/8 ของความกวา้งหรือความหนาท่ีมีตา

เป็นตน้)

ชั้น 67 คือไมท่ี้มีความตา้นทานแรงอดัและแรงดึงไมน่้อยกวา่รอ้ยละ 67 ของไมช้นิดเดียวกนั

ท่ีปราศจากต าหนิ และมีขนาดของต าหนิต่างๆ ไมเ่กินขนาดท่ีก าหนดไวใ้นคุณลกัษณะท่ี

ตอ้งการในมาตรฐาน

ชั้น 50 คือไมท่ี้มีความตา้นทานแรงอดัและแรงดึงไมน่้อยกวา่รอ้ยละ 50 ของไมช้นิดเดียวกนั

ท่ีปราศจากต าหนิ และมีขนาดของต าหนิต่างๆ ไมเ่กินขนาดท่ีก าหนดไวใ้นคุณลกัษณะท่ี

ตอ้งการในมาตรฐาน

สรุป

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

สรุปเน้ือหาเก่ียวกบั ไม ้

ส่วนประกอบของตน้ไม ้

การแปรรปูไม ้

การทดสอบ

การใชง้าน

มาตรฐาน

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

อา้งอิง

ASTM, ASTM D143 - 09 Standard Test Methods for Small Clear Specimens of Timber,

2552.

Francis D.K. Ching, A Visual Dictionary of Architecture, 2538.

กระทรวงอุตสาหกรรม, มาตรฐานผลิตภณัฑอ์ตุสาหกรรม ไมแ้ปรรปู: ขอ้ก าหนดทัว่ไป, มอก.

421-2525, 2525.