Drewno – surowiec drzewny otrzymywany ze ściętych drzew i formowany przez obróbkę w różnego rodzaju sortymenty. Zajmuje przestrzeń pomiędzy rdzeniem, a warstwą łyka i kory
Części drzewa, z którego uzyskane drewno ma największą wartość użytkową, jako materiał budowlany:
-Strzała
-Kłoda
-Konary użytkowe
Przekrój pnia drewna
Skład chemiczny drewna
Pierwiastek | Zawartość [%] |
---|---|
Węgiel | 49,5 |
Tlen | 43,8 |
Wodór | 6,0 |
Azot | 0,2 |
Inne | 0,5 |
Głównymi związkami tworzącymi drewno są celuloza, hemiceluloza i lignina. W drewnie występują także cukier, białko, skrobia, garbniki, olejki eteryczne, guma oraz substancje mineralne.
Celuloza(50%) -(C6H10O5)n, polisacharyd składający się z łańcuchów zawierających do kilkunastu tysięcy reszt D-glukozy, połączonych wiązaniem glikozydowym w położeniach 1,4.
Celuloza nadaje sztywność i kształt roślinom, w ilości ponad 50% stanowi masę drewna. Ma kolor biały, jest odporna chemicznie i mechanicznie. Nie rozpuszcza się w wodzie, rozpuszcza się w amoniakalnym roztworze miedzi(II) ([Cu(NH3)4](OH)2), chlorowodorkach niektórych soli, stężonym kwasie siarkowym(VI).
Hemiceluloza(24%) - polisacharyd występujący w zdrewniałych ścianach komórkowych tkanek roślinnych, np. w ich nasionach, drewnie, stanowiąc często materiał zapasowy.
Lignina(23%) - jest substancją lepiszczową, powodującą zwartość struktury komórek drewna. Nadaje drewnu wytrzymałość na ściskanie i utrzymuje jego sztywność. Eliminacja ligniny (delignifikacja), poprzez dodatek związków sodu (ługu warzelnego - związku silnie alkalicznego), z drewna prowadzi do zmiękczenia substancji drzewnej, co jest procesem niezbędnym podczas produkcji papieru.
Właściwości fizyczne
Barwa – drewno krajowe barwy od jasnożółtej do brązowej; po ścięciu zmiana barwy na ciemniejszą;
Rysunek drewna – zależy od przekroju, barwy drewna, wielkości przyrostów, sęków, itp.;
Połysk – uzależniony od twardości drewna i gładkości jego powierzchni;
Gęstość pozorna – zależy od wilgotności i rodzaju drzewa; dla drewna krajowego $500 \div 800\ \frac{\text{kg}}{m^{3}}$;
Higroskopijność – drewno wchłania wilgoć lub oddaje ją do otoczenia aż do momentu osiągnięcia stanu równowagi pomiędzy własną wilgotnością, a wilgotnością otoczenia; stosowanie drewna w miejscach o dużej wilgotności wymaga zabezpieczenia go przed pochłanianiem wilgoci;
Przewodność cieplna – źle przewodzi ciepło, dobry izolator; $\lambda = 0,12 \div 0,18\ \frac{W}{\text{mK}}$
Wilgotność – zależy od warunków w jakich drewno się znajduje i ma znaczny wpływ na pozostałe właściwości drewna. Bezpośrednio po ścięciu wilgotność drewna wynosi ponad 35%, ale może być znacznie większa. Drewno w stanie określanym jako powietrzno-suche (wyschnięte na wolnym powietrzu) ma wilgotność około 15–20%, przechowywane w suchych pomieszczeniach – ma wilgotność 8–13%. Duża wilgotność drewna bywa powodem paczenia się wyrobów, stwarza warunki sprzyjające rozwojowi grzybów. Gdyby drewno zostało wysuszone do wilgotności 0% stałoby się materiałem łatwo pękającym i kruchym. Praktycznie nie można byłoby wykonać z takiego drewna żadnej konstrukcji czy przedmiotów użytkowych;
Skurcz i pęcznienie - drewno wilgotne podczas suszenia zawsze kurczy się, podczas nasiąkania wodą pęcznieje. Podczas skurczu drewno pęka i paczy się. Konstrukcje drewniane powinny być przygotowywane z drewna już wysuszonego, do takiej wilgotności, w jakiej będzie ono użytkowane. Najczęściej używa się do wykonania elementów konstrukcyjnych drewna w stanie powietrzno-suchym.
Zapach - każdy gatunek drewna ma swój specyficzny zapach. Pochodzi on od znajdujących się w drewnie żywic, olejków eterycznych, garbników itp. Z biegiem lat drewno traci zapach.
Właściwości mechaniczne
Drewno jest materiałem anizotropowym, ortotropowym, jego wytrzymałość na ściskanie, rozciąganie, zginanie zależy od kierunku działania sił w stosunku do włókien. Drewno znacznie łatwiej przenosi siły (ma większą wytrzymałość) działające wzdłuż włókien - wraz ze wzrostem kąta odchylenia tych sił od kierunku włókien wytrzymałość drewna zmniejsza się. W zależności od osiąganej minimalnej wartości wytrzymałości mechanicznej drewno dzieli się na klasy.
Twardość
Mierzona jest oporem stawianym przez drewno podczas wciskania stalowej kulki o ściśle określonej wielkości. Twardość zależy od gatunku drzewa, z którego drewno pochodzi. Do gatunków twardych należą między innymi: modrzew, grochodrzew, buk, dąb, grab, jesion, wiąz. Do najbardziej miękkich: lipa, olcha, osika, topola. Drewno miękkie jest znacznie łatwiejsze w obróbce, stąd często jest używane przez rzeźbiarzy.
Przykładowa twardość mierzona metodą Janki (przy pomocy kulki metalowej o przekroju 1 cm²) przy 15% wilgotności surowca, dla niektórych gatunków drewna wynosi:
Drewno | Twardość [MPa] |
---|---|
Świerk | 28 |
Sosna | 28-30 |
Lipa | 30 |
Modrzew | 40 |
Dąb | 66-67 |
Wiąz | 73 |
Jesion | 74-76 |
Grab | 89 |
Ścieralność
Drewna twarde są najczęściej najodporniejsze na ścieranie. Ta cecha ma duże znaczenie przy wyborze drewna jako materiału do wykonania np. podłóg.
Wady i zalety drewna
Grupy wad drewna wg PN-79/D-01011, ‘’wady drewna”
Sęki
Pęknięcia
Wady kształtu
Wady budowy
Zabarwienia
Zgnilizny
Uszkodzenia mechaniczne
Brak odporności na porażenie biologiczne (pleśń, grzyby – wytwarzają enzymy rozkładające celulozę, owady, małże)
Przeciwdziałanie:
Niemalowanie drewna farbami olejnymi przed jego wysuszeniem
Wietrzenie pomieszczeń, w których drewno jest zastosowane
Wykonanie poprawnej izolacji przeciwwilgociowej
Wykonanie impregnacji preparatami grzybo-, owado- i pleśniobojczymi (preparaty oleiste i solowe)
Wykonanie zabezpieczenia przeciwogniowego
Zalety drewna:
łatwe w obróbce (gatunki miękkie)
izoluje termicznie i elektrycznie
materiał ekologiczny
odporne na działanie wielu czynników chemicznych
Gatunki drewna
Najczęściej stosowane w budownictwie gatunki drzew:
IGLASTE | LIŚCIASTE |
---|---|
Sosna | Dąb |
Świerk | Buk |
Jodła | Jesion |
Modrzew | Wiąz |
Grab | |
Brzoza | |
Olcha |
Sortymenty drewna
Materiały drzewne. Drewno okrągłe i tarcica po dalszej obróbce służą do produkcji FORNIRÓW, MATERIAŁÓW PŁYTOWYCH I MATERIAŁÓW PODŁOGOWYCH
Drewno okrągłe | Tarcica (materiały tarte) | Forniry |
---|---|---|
zastosowanie:
|
Materiały tarte o przeznaczeniu ogólnym | Materiały tarte o przeznaczeniu specjalnym |
Bale, deski | Tarcica podłogowa | |
0-1,0 mm | ||
Nieobrzynana | Obrzynana | |
|
|
Materiały płytowe – zastosowanie w stolarce budowlanej i meblowej oraz jako izolacji akustyczna i termiczna
Płyty stolarskie | Sklejka | Płyty pilśniowe |
---|---|---|
Warstwy nieparzyste /12-35 mm/ ============================== OBŁÓG/PŁYTA PILŚNIOWA TWARDA ============================== TARCICA/FORNIRY ============================== OBŁÓG/PŁYTA PILŚNIOWA TWARDA ============================== |
Płyta sklejona o nieparzystej liczbie fornirów; włókna kolejnych warstw fornirów ustawione są pod kątem prostym /4-20 mm/ |
Porowate |
350 kg/m3 | ||
/9,5-25 mm/ | ||
Płyty wiórowe | Płyty skrawkowe | Płyty paździerzowe |
Wióry drzewne + klej syntetyczny + ciśnienie + wysoka temperatura pełne/pustakowe/oklejone fornirami//płytami pilśniowymi twardymi |
Skrawki drewna + klej syntetyczny + ciśnienie nieoklejone/oklejone obłogami/płytami pilśniowymi twardymi /14-28 mm/ |
Paździerze lniane/konopne + klej syntetyczny + wysoka temperatura 400 kg/m3 – zast.: izolacje cieplne i akustyczne 500-700 kg/m3 – zast.: przykrycia dachowe |
Materiały podłogowe
Deski podłogowe/tarcica podłogowa | Deszczułki posadzkowe (klepka) | Płyty mozaikowe |
---|---|---|
-deski/bale sosnowe/świerkowe/jodłowe -grubość: 28, 32, 38, 45, 50 mm powierzchnia boczna: gładka/pióro i wpust/ ‘’na zakład” |
Drewno twarde (dąb/buk) -pióro i wpust + gwoździe -gwoździe + lepik -czterostronny wpust + lepik/gwoździe czterostronne gniazdo przytwierdzane asfaltem |
-listewki drewna liściastego -grubość: 8-10 mm -naklejone na papier -płyta 16 zestawów po 5 listewek -mocowanie za pomocą lepiku/kleju syntetycznego |
Deski posadzkowe | Drewniana kostka brukowa | |
3. warstwy: -górna – drewno bukowe -środkowa – listwy drewna liściastego + klej -dolna – drewno iglaste łączenie na pióro i wpust |
-produkcja z odpadów drewna -kształt prostopadłościanów, walców -posadzki warsztatów, magazynów, hal produkcyjnych. |