2010-12-06

1

Drewno

Drewno

Budowa drzewa

Zalecany wiek:

drzewa iglaste 60-80 lat , drzewa li

ś

ciaste 100-120 lat

Korona – powstaje w wyniku rozgał

ę

zienia

pnia, obejmuje gał

ę

zie i konary

Pie

ń

– wyrasta z szyi korzeniowej i

mo

ż

e przybiera

ć

dwie formy

strzałka – pie

ń

przebiega w linii prostej do

wierzchołka, drzewa iglaste (

ś

wierk, sosna,

modrzew, jodła ...), długo

ść

do 50 m

kłoda – pie

ń

rozdzielaj

ą

cy si

ę

na konary,

drzewa li

ś

ciaste, długo

ść

do 30 m

System korzeniowy – mechaniczne
zwi

ą

zanie drzewa z podło

ż

em oraz

pobieranie z gleby soli mineralnych

Odziomek – dolna cz

ęść

grubizny pnia

Karpina – korze

ń

wraz z przyziemn

ą

cz

ęś

ci

ą

pnia

2010-12-06

2

Makroskopowa budowa drewna

5) twardziel – twarda,
wewn

ę

trzna strefa drewna

otaczaj

ą

ca rdze

ń

, nie zawiera

ż

ywych komórek, nie spełnia

funkcji fizjologicznych, mała
wilgotno

ść

6) rdze

ń

– charakterystyczny

dla gatunku drzewa

φ

0,1-1 cm

d

ą

b – gwie

ź

dzisty, jesion –

czworok

ą

t, olcha - trójk

ą

t

4) biel – mi

ę

kkie, otacza

twardziel, zawiera

ż

ywe komórki,

spełnia funkcje fizjologiczne,
du

ż

a wilgotno

ść

Makroskopowa budowa drewna

3) miazga – warstwa grubo

ś

ci

jednej komórki, tkanka twórcza
która przez podział komórek
wytwarza nowe słoje bielu do
wewn

ą

trz oraz nowe warstwy

łyka na zewn

ą

trz pnia

2) łyko – powstaje w wyniku
podziału miazgi, łyko obumiera i
przekształca si

ę

w włókna

łykowe, przewodzi w dół zwi

ą

zki

organiczne

1) kora – wytwarzana przez
miazg

ę

, składa si

ę

z łyka i tkanki

korowej

2010-12-06

3

Drewno – jako materiał anizotropowy

Anizotropia (an- 'nie'; gr.
isos 'równy, jednakowy'; gr.
trópos 'zwrot, obrót')
wykazywanie odmiennych
wła

ś

ciwo

ś

ci fizycznych(

rozszerzalno

ść

termiczna,

przewodnictwo elektryczne,
skurcz) w zale

ż

no

ś

ci od

kierunku prowadzenia
obserwacji. "

Mikroskopowa budowa drewna

Budowa mikroskopowa to zespół
cech i elementów anatomicznych
drewna rozró

ż

nialnych i daj

ą

cych

si

ę

bada

ć

za pomoc

ą

mikroskopu.

Komórki, mi

ę

kiszowe włókna

drzewne, naczynia, cewki,
promienie rdzeniowe oraz
przewody

ż

ywiczne.

2010-12-06

4

Przyrosty roczne

słoje – pier

ś

cienie uło

ż

one współ

ś

rodkowo wzgl

ę

dem rdzenia, powstaj

ą

przez podział komórek miazgi tworz

ą

cej

okres wegetacji – wiosna, lato

okres spoczynku – jesie

ń

, zima

szeroko

ść

do kilku

centymetrów

przyrost wczesny

przyrost pó

ź

ny

Drewno:

w

ą

skosłojowe - > 4 słoje/cm

szerokosłojowe - < 4 słoje/cm

Mikroskopowa budowa drewna

zwi

ą

zki chemiczne

drewno

iglaste

li

ś

ciaste

celuloza (błonnik) – C

6

H

10

O

5

lignina (drzewnik)

hemicelulozy (poliozy drzewne)

ż

ywice

inne – głównie zwi

ą

zki mineralne

≈

55%

≈

30%

≈

20%

≈

3-4%

≈

4%

≈

45%

≈

20%

≈

25%

≈

0,5%

≈

11%

2010-12-06

5

Wła

ś

ciwo

ś

ci fizyczne drewna

Barwa – drewno po

ś

ci

ę

ciu zazwyczaj ciemnieje, np. olcha ciemnieje

bardzo szybko a

ś

wierk utrzymuje barw

ę

pierwotn

ą

przez długi czas

biała – jodła,

ś

wierk

ż

ółta – brzoza

czerwonawa – modrzew,

ś

liwa

czarna - orzech

G

ę

sto

ść

ρ

= 1,52 – 1,56 kg/dm

3

G

ę

sto

ść

pozorna

ρ

0

= 0,45 – 0,83 kg/dm

3

Przewodno

ść

cieplna – jest zale

ż

na od g

ę

sto

ś

ci pozornej, wilgotno

ś

ci i

kierunku przewodzania (przewodno

ść

cieplna wzdłu

ż

włókien jest 2x

wi

ę

ksza ni

ż

w poprzek)

dla sosny:

λ

┴

= 0,14 [W/mK]

λ

║

= 0,30 [W/mK]

dla d

ę

bu:

λ

┴

= 0,20 [W/mK]

λ

║

= 0,40 [W/mK]

Wilgotno

ść

– jest jednym z najwa

ż

niejszych czynników wpływaj

ą

cych na

wła

ś

ciwo

ś

ci techniczne drewna

Wła

ś

ciwo

ś

ci mechaniczne drewna

Wytrzymało

ść

na

ś

ciskanie – najwi

ę

ksza wzdłu

ż

włókien

Grab:

fc

║

= 66 [MPa]

D

ą

b, buk:

fc

║

= 53 [MPa]

Wytrzymało

ść

na rozci

ą

ganie – najwi

ę

ksza wzdłu

ż

włókien

(kilkana

ś

cie do 25 razy wi

ę

ksza ni

ż

w poprzek), generalnie około 2x

wi

ę

ksza od wytrzymało

ś

ci na

ś

ciskanie

Grab:

ft

║

= 107 [MPa]

Buk:

ft

║

= 135 [MPa]

Sosna:

ft

║

= 104 [MPa]

Wytrzymało

ść

na zginanie – około 2x wi

ę

ksza od wytrzymało

ś

ci na

ś

ciskanie

D

ą

b:

ff

┴

= 78 [MPa]

Buk:

ff

┴

= 105 [MPa]

Twardo

ść

– najwi

ę

ksz

ą

twardo

ść

wykazuje drewno wzdłu

ż

włókien

Grab: 8,9 [kN] Buk: 7,8 [kN] D

ą

b: 6,7 [kN]

2010-12-06

6

Wilgotno

ść

drewna

W praktyce rozró

ż

nia si

ę

wilgotno

ść

(w) drewna:

· w stanie

ś

wie

ż

o

ś

ci

ę

tym w = 35 – 120 %,

· mokrego w = 240 % (np. drewno spławiane)

· powietrzno-suchego w = 12 – 20 %,

· pokojowo-suchego w = 8 – 12 %,

· absolutnie suchego w = 0 %.

Wilgotno

ść

drewna

Wilgotno

ść

równowagowa – warunki normalne,

osłoni

ę

te przed działaniem opadów – wilgotno

ść

drewna

około 12-15%

Wilgotno

ść

maksymalna (PNW) – stan pełnego

nasycenia włókien w skutek pochłaniania pary wodnej z
powietrza – wilgotno

ść

drewna około 30%

2010-12-06

7

P

ę

cznienie i skurcz drewna

P

ę

cznienie – wzrost wilgotno

ś

ci

1111

))))

ε

wzdłu

ż

włókien

= 0,1 – 1,0 %

2)

2)

2)

2)

ε

promieniowy

= 3 – 6 %

3)

3)

3)

3)

ε

styczny

= 6 – 12 %

PNW

Skurcz – spadek wilgotno

ś

ci

Paczenie si

ę

drewna

drewno klejone = ograniczenie zjawiska

« paczenia si

ę

»

Paczenie – zjawisko
deformacji, spowodowane
jest anizotropi

ą

skurczu w

kierunku promieniowym i
stycznym

ε

wzdłu

ż

włókien

= 0,1 – 1,0 %

ε

promieniowy

= 3 – 6 %

ε

styczny

= 6 – 12 %

2010-12-06

8

Wilgotno

ść

a wytrzymało

ść

wzór Bauchingera

R

15

= R

w

× [1+

α

(w - 12)]

gdzie:

α

-współczynnik zmiany

wytrzymało

ś

ci drewna przy zmianie

jego wilgotno

ś

ci o 1%

w – wilgotno

ść

drewna

R

w

- wytrzymało

ść

1) – rozci

ą

ganie wzdłu

ż

włókien

2) – zginanie
3) –

ś

ciskanie wzdłu

ż

włókien

4) –

ś

cinanie wzdłu

ż

włókien

Wła

ś

ciwo

ść

α

Ś

ciskanie wzdłu

ż

włókien

0,05

Rozci

ą

ganie wzdłu

ż

włókien

0,015

Zginanie

0,04

Ś

cinanie wzdłu

ż

włókien

0,03

Moduł spr

ęż

ysto

ś

ci podłu

ż

nej

0,02

Zalety

• Du

ż

a wytrzymało

ść

wła

ś

ciwa,

• Wysoki moduł spr

ęż

ysto

ś

ci,

• Dost

ę

pno

ść

i odnawialno

ść

surowca drzewnego,

• Łatwo

ść

obróbki,

• Łatwo

ść

klejenia,

• Łatwo

ść

wykonywania poł

ą

cze

ń

,

• Mo

ż

liwo

ść

prefabrykacji elementów

wielkowymiarowych,

• Walory estetyczne elementów drewnianych.

Zalety drewna

2010-12-06

9

Wady

Ś

rodki zaradcze

Niejednorodno

ść

wła

ś

ciwo

ś

ci

mechanicznych i odkształceniowych ze
wzgl

ę

du na wady naturalne drewna,

Kontrola jako

ś

ci drewna, eliminacja

odcinków tarcicy nie spełniaj

ą

cych

wymaga

ń

w drewnie klejonym,

Ograniczone wymiary drewna
naturalnego,

Klejenie wielkowymiarowych
elementów konstrukcyjnych z desek,

Budowa anizotropowa,

Mo

ż

liwo

ść

kształtowania przekroju w

sposób ograniczaj

ą

cy wpływ

niejednorodno

ś

ci drewna,

Łatwopalno

ść

,

Stosowanie przekrojów wi

ę

kszych ni

ż

1000 cm2 i impregnatów
opó

ź

niaj

ą

cych zapłon,

Wpływ wilgotno

ś

ci i temperatury na

zmiany wytrzymało

ś

ci i wymiarów,

Impregnacja wgł

ę

bna ograniczaj

ą

ca

wpływ wilgotno

ś

ci na wytrzymało

ść

,

Podatno

ść

na korozj

ę

biologiczn

ą

.

Stosowanie impregnatów grzybo- i
owadobójczych,

MATERIAŁY DREWNIANE I
DREWNOPOCHODNE

2010-12-06

10

Materiały drzewne

1. Drewno okr

ą

głe

2. Tarcica

3. Drewno klejone

4. Materiały płytowe

5. Materiały podłogowe

6. Materiały do pokry

ć

dachowych

1. Drewno okr

ą

głe

sortyment: kłody,

ż

erdzie, dłu

ż

yce

zastosowania: słupy, stemple, pale, tarcica

2010-12-06

11

2. Tarcica

długa

2,4 - 6,3 m

ś

rednia 0,9 - 2,3 m

2. Tarcica - sortyment

nazwa

szeroko

ść

[mm]

wysoko

ść

[mm]

belka

20÷300

200÷300

kraw

ę

dziak

100÷175

100÷175

bal

100÷250

50÷100

deska

75÷250

19÷32

łata

63÷125

38÷63

listwa

25÷32

19÷25

2010-12-06

12

3. Drewno klejone

stolarka budowlana (drzwi i skrzydła

drzwiowe, okna drewniane, o

ś

cie

ż

nice)

4. Materiały płytowe

nó

ż

ś

cinaj

ą

cy

okleiny - gr. 0,6 do 4 mm

forniry (obłogi) - gr.1 do 1,5 mm

2010-12-06

13

4. Materiały płytowe

Krzy

ż

owy układ włókien

Sklejka –

płyta warstwowa sklejona z co najmniej trzech warstw

fornirów i prasowana w wysokiej temperaturze

sklejki suchotrwałe - na bazie

ż

ywicy mocznikowo -

formaldehydowej

sklejki wodoodporne - na bazie

ż

ywice fenolowo -

formaldehydowej

4. Materiały płytowe - inne

• Płyta klejona

• Płyta stolarska gr.: 16, 18, 20, 22 mm

• Płyty pil

ś

niowe

- płyty pil

ś

niowe twarde T

g

ę

sto

ść

> 800kg/m3, gr : 2 do 6 mm

- płyty pil

ś

niowe porowate P,

g

ę

sto

ś

ć

< 350kg/m3 gr: 6 do 19 mm

• Płyty wiórowe

- surowe, melaminowane,fornirowane

LDF (low density fibreboard) g

ę

sto

ść

< 550kg/m3

MDF (medium-density fibreboard) g

ę

sto

ść

650-850kg/m3

HDF (high-density fibreboard) g

ę

sto

ść

> 850kg/m3

• Płyty wiórowo-cementowe (suprema)

• Płyty OSB

2010-12-06

14

4. Materiały płytowe inne

Oriented Strand Boards - płyta o ukierunkowanych wiórach płaskich
(dł. - 100 mm, gr. - 0,6 mm i ró

ż

na szeroko

ść

)

Płyty OSB

wodoodporna

ż

ywica formaldehydowo - fenolowo - mocznikowo - melaminowej

Zastosowania:

pokrycia dachowe,

ś

ciany zewn

ę

trzne i wewn

ę

trzne, podłogi,

stropów, el. konstrukcyjne: d

ź

wigary, belki i kratownice

4. Materiały płytowe

Lignofol

Materiał warstwowy prasowany z forniru drzewnego
(buk lub brzoza) o grubo

ś

ci do 0,8 mm, klejony

ż

ywic

ą

fenolow

ą

. Materiał ten ró

ż

ni si

ę

od sklejki tym

ż

e cienki

warstwy s

ą

przesycone

ż

ywic

ą

.

Lignostone

Drewno zag

ę

szczone, otrzymane przez sprasowanie

drewna litego w ci

ś

nieniu 25 MPa + Temp 160 C

2010-12-06

15

5. Materiały podłogowe

- tarcica podłogowa (deski, bale)

- parkiet (deszczułki podłogowe)

- mozaika podłogowa

- kostka brukowa drewniana

POŁ

Ą

CZENIE

na zakład

na pióro-wpust

(na własne pióro)

na obce pióro

I klasa:

brak s

ę

ków, jednolita barwa, równomierne,

prostoliniowe usłojenie;

II klasa:

ró

ż

nice barwy elementów, słoje

zakrzywione, pofalowane;

III klasa:

dopuszczalne s

ę

ki, a barwa i usłojenie

na ka

ż

dym elemencie mog

ą

by

ć

odmienne.

5. Materiały podłogowe

2010-12-06

16

5. Materiały podłogowe drewnopochodne –
panele podłogowe

Laminat

Warstwa licowa z drewna
li

ś

ciastego

Warstwa z twardej płyty pil

ś

niowej

Obłóg drewniany iglasty

5

. Materiały podłogowe drewnopochodne - tzw.

deska barlinecka

1. Dwie warstwy akrylowego lakieru
2. Trzy warstwy akrylowego lakieru podkładowego
3. Szpachla akrylowa
4. Warstwa gruntuj

ą

ca

5. Warstwa licowa (3.5 mm) buk, d

ą

b, jesion, brzoza, klon….

6. Warstwa

ś

rodkowa poprzeczna ( 8 mm) drewno iglaste

7. Warstwa dolna (3.5 mm) drewno iglaste

2010-12-06

17

6. Materiały do pokry

ć

dachowych

Ś

wierk

D

ą

b

Modrzew

Osika

gonty

Materiały drzewne

1. Drewno okr

ą

głe

2. Tarcica

3. Drewno klejone

4. Materiały płytowe

5. Materiały podłogowe

6. Materiały do pokry

ć

dachowych