INFORMACJE OGÓLNE O DREWNIE

Drewno należy do najstarszych materiałów używanych przez człowieka. W Polsce, w grodzie Biskupin wszystkie domy, urządzenia obronne i wiele przedmiotów wyposażenia i codziennego użytku było wykonane z drewna. Przez tysiąclecia budowano z drewna ściany, stropy i dachy. Drewna używano do wykonania narzędzi, naczyń a także do ogrzewania i oświetlania pomieszczeń (łuczywo).

Obecnie drewno znajduje zastosowanie jako materiał na podłogi, boazerie, do wykonania więźb dachowych, ogrodzeń i pergoli, mebli i zabawek. W Ameryce Północnej drewno jest ciągle ważnym materiałem budowlanym i używa się go do budowy większości niskich zabudowań mieszkalnych. Odpady powstałe przy produkcji różnych sortymentów drewna są wykorzystywane do produkcji płyt pilśniowych, wiórowych, OSB, sklejki, itd., które także są materiałem do wykonywania wielu przedmiotów codziennego użytku.

Przeprowadzone doświadczenie polegało na pomiarze i opisie niektórych cech, oraz ocena przydatności badanych próbek drewna i materiałów drewnopochodnych.

Największe znaczenie przy opisie próbki drewna odgrywają następujące cechy techniczne

Gęstość pozorna, wilgotność, wytrzymałość na ściskanie, wytrzymałość na rozciąganie, wytrzymałość na ścinanie, twardość, moduł sprężystości przy zginaniu statycznym.

W omawianym doświadczeniu badaniu zostały poddane cechy:

• gęstość pozorna,

• wytrzymałość na ściskanie wzdłuż i w poprzek włókien,

• twardość.

Sprawdzone zostały także cechy zewnętrzne oraz zbadane cechfizyczne próbki - klepki jesionowej, a następnie wyniki porównane zostały z normą i na tej podstawie stwierdzona została ich przydatność do celów budowlanych.

Wykonane oznaczenia:

1. Oznaczenie gęstości drewna

Po oznaczeniu masy próbki z dokładnością do 0.01 g i jej wymiarów z dokładnością 0.1 mm oblicza się gęstość ze wzoru:

δ = m / abl

Gdzie:

m - masa próbki w [g]

abl - wymiary próbki w [cm³]

Przeliczanie wartości gęstości drewna o znanej wilgotności W na wartość przy dwunasto procentowej wilgotności:

jeżeli W zawarte jest w przedziale 7 ≤ W ≤ 17 przeliczenie należy wykonać według wzoru:

δ₁₂ = δ_W [1 - (1 - K_β)(W - 12) / 100]

Gdzie:

W - wilgotność próbki w [%]

δ_W - gęstość przy wilgotności W w [g/cm³]

K_β - współczynnik skurczu objętościowego, dla obliczeń przybliżonych można przyjąć K_β = 0,85 δ_W

Jednostka: [g/cm³]

Dokładność: 0,005 g/cm³

2. Oznaczenie wytrzymałości na ściskanie wzdłuż włókien

Do badania wytrzymałości na ściskanie wzdłuż włókien stosuje się próbki o następujących wymiarach przekrojów:

a) około 20x20 [mm]

b) około 20x30 [mm]

Wymiary przekroju określa się z dokładnością do 0.1 mm . Próbka jest poddawana ściskaniu w maszynie probierczej, ze stałą prędkością, dobraną tak, aby zniszczenie próbki nastąpiło w czasie 90 +/- 30 s od chwili rozpoczęcia obciążania. Bezpośrednio po badaniu określa się wilgotność próbki. Wytrzymałość na ściskanie wzdłuż włókien oblicza się z dokładnością do 0,5 MPa wg wzoru:

R_cW = P / a∙b [MPa]

P - siła użyta do zniszczenia próbki [N]

a - wymiar próbki w kierunku promieniowym [mm]

b - wymiar próbki w kierunku stycznym [mm]

Aby przeliczyć wytrzymałość w danej wilgotności na wytrzymałość przy dwunastoprocentowej wilgotności - R_c12 - stosuje się wzór:

R_c12 = R_cW [1 + α (W - 12)]

Gdzie:

W - wilgotność próbki w [%]

R_cW - wytrzymałość przy wilgotności W w [MPa]

α - współczynnik zmiany wytrzymałości drewna na ściskanie, przy zmianie jego wilgotności o 1% - dla badania wytrzymałości na ściskanie wzdłuż włókien α = 0,04;

3. Oznaczenie wytrzymałości na ściskanie w poprzek włókien

Do badania stosuje się próbki prostopadłościenne o przekroju 20 x 20 mm i długości wzdłuż włókien 30 i 60 mm .

Po określeniu przekroju z dokładnością do 0.1 mm próbka jest poddawana ściskaniu w maszynie probierczej, tak aby naprężenie na granicy proporcjonalności nastąpiło w czasie 90 +/- 30 s. Badanie prowadzi się do wyraźnego przekroczenia umownej wytrzymałości.

Wytrzymałość obliczamy ze wzoru :

R_cP = P / a∙b [MPa]

P - siła użyta do zniszczenia próbki [N]

a - wymiar próbki w kierunku promieniowym [mm]

b - wymiar próbki w kierunku stycznym [mm]

4. Oznaczenie twardości drewna

Próbkę o przekroju poprzecznym 50 x 50 mm i długości wzdłuż włókien nie mniejszej niż 50 mm umieszcza się w urządzeniu, na którego końcu znajduje się metalowa kulka, tak aby była ona wgniatana w miejscu przecięcia powierzchni próbki przekątnymi. Głębokość wgniatania powinna wynosić 5,64 mm, a w przypadku rozłupywania się próbki - 2,82 mm . Próbkę należy obciążać ze stałą prędkością, tak dobraną aby uzyskanie żądanego wgniotu nastąpiło w ciągu 1-2 min . Twardość określa wartość siły pod wpływem której nastąpiło wgniecenie kulki na żądaną głębokość.

Twardość statyczną H próbki oblicza się z dokładnością do 1N, wg wzoru

H_stW = KP [N]

P - siła obciążająca przy wgniataniu stempla w próbkę [N]

K - współczynnik równy 1 (w przypadku wgniatania stempla na głębokość 5,64 mm, powierzchnia wgniotu równa 100 mm²) lub równy

5. Oznaczenie modułu sprężystości

Po określeniu wymiarów z dokładnością do 0,1 mm próbka jest poddawana zginaniu statycznemu. Próbka jest obciążana w sposób ciągły, przy tak dobranej stałej prędkości obciążania, by maksymalne dopuszczalne naprężenie w próbce wystąpiło w czasie

2-5 min. W równych przedziałach przyrostu obciążenia wykonuje się pomiar ugięcia próbki. Badanie próbki prowadzi się do osiągnięcia maksymalnej wartości obciążenia [N] .

Moduł obliczamy ze wzoru:

Gdzie:

ΔF - przyrost obciążenia [N]

P - wartość obciążenia [ kN]

l - odległość między podporami [mm]

l' - odległość między punktami zamocowania przyrządu [mm]

b,h - szerokość i grubość próbki [mm]

Δf - przyrost ugięcia [mm]

WYNIKI

1) Gęstość drewna:

2) Wytrzymałości na ściskanie wzdłuż włókien

R_cW =

???

3) Wytrzymałości na ściskanie w poprzek włókien

4) Twardość drewna (jesion)

H_stW = 5,64 * 17,8 ≈ 100 [N]

• 6. Badania deszczułek posadzkowych

Badanie wad i cech drewna:

Sęki - brak

Pęknięcia - pęknięcie w rejonie przebarwienia na płaszczyźnie górnej

Wady budowy drewna: plamy i zmiany zabarwienia,

Zabitka - na płaszczyźnie górnej przechodząca na bok

Na podstawie analizy załączonej tablicy numer 3 stwierdzono iż badana deszczułka posadzkowa nie spełnia wymaganych norm wad wyglądu zewnętrznego, z tytułu wystąpienia dość dużej zabitki na płaszczyźnie górnej co jest niedopuszczalne w każdej z 3 klas jakościowych.

Analizując otrzymane wyniki stwierdzono, iż badana próbka deszczółki nie spełnia wymaganych norm, a co za tym idzie nie nadaje się jako materiał budowlany.

Rodzaj badania	Wynik badania	Oznaczenie i wymagania normy PN-97/D-94001
Rodzaj drewna	Jesion (Js; P2)
Wilgotność	14%	spełnia
Wymiary:	Grubość - 19,6 mm	19 +/-0,2 mm - nie spełnia
		Szerokość - 63,8 mm	60 lub 65 mm +/-0,2 mm - nie spełnia
		Długość - 300 mm	300 mm +/-0,3 mm - spełnia
		Grubość warstwy użytkowej - 9 mm	9,5 +/- 0,1 mm - nie spełnia
		Grubość wpustu - 2,9 mm	5,2 +/-0,1 mm - nie spełnia
		Grubość wypustu - 3,6 mm	5,0 +/-0,1 mm - nie spełnia
		Grubość wpustki - brak	Brak - spełnia
		Głębokość wpustu - 4,8 mm	6,0 mm +/-0,3 mm - nie spełnia
		Szerokość wypustu - 4,7 mm	5,0 +/-0,3 mm - spełnia
		Szerokość wycięcia na pł. dolnej-3,9 mm	4,0 mm +/-0,2 mm - spełnia
		Szerokość wpustki - brak	Brak - spełnia
		Promień załamania krawędzi - 0,5mm.	0,5 - 1,0 - spęłnia
		Przesuniecie warstwy dolnej względem warstwy użytkowej	1,0- spełnia
Wnioski	Badana próbka nie spełnia większości norm - nie nadaje się do użytku.

---