Wykład 4 DREWNO dla studenta [tryb zgodności]

2010-12-06

Drewno

Budowa drzewa

Zalecany wiek:

drzewa iglaste 60-80 lat , drzewa li

ciaste 100-120 lat

Korona – powstaje w wyniku rozgał

zienia

pnia, obejmuje gał

zie i konary

Pie

– wyrasta z szyi korzeniowej i

e przybiera

dwie formy

strzałka – pie

przebiega w linii prostej do

wierzchołka, drzewa iglaste (

wierk, sosna,

modrzew, jodła ...), długo

ść

do 50 m

kłoda – pie

rozdzielaj

cy si

na konary,

drzewa li

ciaste, długo

ść

do 30 m

System korzeniowy – mechaniczne
zwi

zanie drzewa z podło

em oraz

pobieranie z gleby soli mineralnych

Odziomek – dolna cz

ęść

grubizny pnia

Karpina – korze

wraz z przyziemn

ęś

pnia

2010-12-06

Makroskopowa budowa drewna

5) twardziel – twarda,
wewn

trzna strefa drewna

otaczaj

ca rdze

, nie zawiera

ywych komórek, nie spełnia

funkcji fizjologicznych, mała
wilgotno

ść

6) rdze

– charakterystyczny

dla gatunku drzewa

0,1-1 cm

b – gwie

dzisty, jesion –

czworok

t, olcha - trójk

4) biel – mi

kkie, otacza

twardziel, zawiera

ywe komórki,

spełnia funkcje fizjologiczne,
du

a wilgotno

ść

Makroskopowa budowa drewna

3) miazga – warstwa grubo

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

trz oraz nowe warstwy

łyka na zewn

trz pnia

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

w włókna

łykowe, przewodzi w dół zwi

zki

organiczne

1) kora – wytwarzana przez
miazg

, składa si

z łyka i tkanki

korowej

2010-12-06

Drewno – jako materiał anizotropowy

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

ciwo

ci fizycznych(

rozszerzalno

ść

termiczna,

przewodnictwo elektryczne,
skurcz) w zale

ci od

kierunku prowadzenia
obserwacji. "

Mikroskopowa budowa drewna

Budowa mikroskopowa to zespół
cech i elementów anatomicznych
drewna rozró

nialnych i daj

cych

bada

za pomoc

mikroskopu.

Komórki, mi

kiszowe włókna

drzewne, naczynia, cewki,
promienie rdzeniowe oraz
przewody

ywiczne.

2010-12-06

Przyrosty roczne

słoje – pier

cienie uło

one współ

rodkowo wzgl

dem rdzenia, powstaj

przez podział komórek miazgi tworz

cej

okres wegetacji – wiosna, lato

okres spoczynku – jesie

, zima

szeroko

ść

do kilku

centymetrów

przyrost wczesny

przyrost pó

Drewno:

skosłojowe - > 4 słoje/cm

szerokosłojowe - < 4 słoje/cm

Mikroskopowa budowa drewna

zwi

zki chemiczne

drewno

iglaste

ciaste

celuloza (błonnik) – C

lignina (drzewnik)

hemicelulozy (poliozy drzewne)

ywice

inne – głównie zwi

zki mineralne

≈

55%

≈

30%

≈

20%

≈

3-4%

≈

45%

≈

20%

≈

25%

≈

0,5%

≈

11%

2010-12-06

Wła

ciwo

ci fizyczne drewna

Barwa – drewno po

ciu zazwyczaj ciemnieje, np. olcha ciemnieje

bardzo szybko a

wierk utrzymuje barw

pierwotn

przez długi czas

biała – jodła,

wierk

ółta – brzoza

czerwonawa – modrzew,

liwa

czarna - orzech

sto

ść

= 1,52 – 1,56 kg/dm

sto

ść

pozorna

= 0,45 – 0,83 kg/dm

Przewodno

ść

cieplna – jest zale

na od g

sto

ci pozornej, wilgotno

ci i

kierunku przewodzania (przewodno

ść

cieplna wzdłu

włókien jest 2x

ksza ni

w poprzek)

dla sosny:

┴

= 0,14 [W/mK]

║

= 0,30 [W/mK]

dla d

bu:

┴

= 0,20 [W/mK]

║

= 0,40 [W/mK]

Wilgotno

ść

– jest jednym z najwa

niejszych czynników wpływaj

cych na

wła

ciwo

ci techniczne drewna

Wła

ciwo

ci mechaniczne drewna

Wytrzymało

ść

ciskanie – najwi

ksza wzdłu

włókien

Grab:

║

= 66 [MPa]

b, buk:

║

= 53 [MPa]

Wytrzymało

ść

na rozci

ganie – najwi

ksza wzdłu

włókien

(kilkana

cie do 25 razy wi

ksza ni

w poprzek), generalnie około 2x

ksza od wytrzymało

ci na

ciskanie

Grab:

║

= 107 [MPa]

Buk:

║

= 135 [MPa]

Sosna:

║

= 104 [MPa]

Wytrzymało

ść

na zginanie – około 2x wi

ksza od wytrzymało

ci na

ciskanie

┴

= 78 [MPa]

Buk:

┴

= 105 [MPa]

Twardo

ść

– najwi

ksz

twardo

ść

wykazuje drewno wzdłu

włókien

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

b: 6,7 [kN]

2010-12-06

Wilgotno

ść

drewna

W praktyce rozró

nia si

wilgotno

ść

(w) drewna:

· w stanie

wie

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

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

cznienie i skurcz drewna

cznienie – wzrost wilgotno

1111

))))

wzdłu

włókien

= 0,1 – 1,0 %

promieniowy

= 3 – 6 %

styczny

= 6 – 12 %

PNW

Skurcz – spadek wilgotno

Paczenie si

drewna

drewno klejone = ograniczenie zjawiska

« paczenia si

Paczenie – zjawisko
deformacji, spowodowane
jest anizotropi

skurczu w

kierunku promieniowym i
stycznym

wzdłu

włókien

= 0,1 – 1,0 %

promieniowy

= 3 – 6 %

styczny

= 6 – 12 %

2010-12-06

Wilgotno

ść

a wytrzymało

ść

wzór Bauchingera

= R

× [1+

(w - 12)]

gdzie:

-współczynnik zmiany

wytrzymało

ci drewna przy zmianie

jego wilgotno

ci o 1%

w – wilgotno

ść

drewna

- wytrzymało

ść

1) – rozci

ganie wzdłu

włókien

2) – zginanie
3) –

ciskanie wzdłu

włókien

4) –

cinanie wzdłu

włókien

Wła

ciwo

ść

ciskanie wzdłu

włókien

0,05

Rozci

ganie wzdłu

włókien

0,015

Zginanie

0,04

cinanie wzdłu

włókien

0,03

Moduł spr

ęż

ysto

ci podłu

nej

0,02

Zalety

• Du

a wytrzymało

ść

wła

ciwa,

• Wysoki moduł spr

ęż

ysto

ci,

• Dost

pno

ść

i odnawialno

ść

surowca drzewnego,

• Łatwo

ść

obróbki,

• Łatwo

ść

klejenia,

• Łatwo

ść

wykonywania poł

cze

• Mo

liwo

ść

prefabrykacji elementów

wielkowymiarowych,

• Walory estetyczne elementów drewnianych.

Zalety drewna

2010-12-06

Wady

rodki zaradcze

Niejednorodno

ść

wła

ciwo

mechanicznych i odkształceniowych ze
wzgl

du na wady naturalne drewna,

Kontrola jako

ci drewna, eliminacja

odcinków tarcicy nie spełniaj

cych

wymaga

w drewnie klejonym,

Ograniczone wymiary drewna
naturalnego,

Klejenie wielkowymiarowych
elementów konstrukcyjnych z desek,

Budowa anizotropowa,

liwo

ść

kształtowania przekroju w

sposób ograniczaj

cy wpływ

niejednorodno

ci drewna,

Łatwopalno

ść

Stosowanie przekrojów wi

kszych ni

1000 cm2 i impregnatów
opó

niaj

cych zapłon,

Wpływ wilgotno

ci i temperatury na

zmiany wytrzymało

ci i wymiarów,

Impregnacja wgł

bna ograniczaj

wpływ wilgotno

ci na wytrzymało

ść

Podatno

ść

na korozj

biologiczn

Stosowanie impregnatów grzybo- i
owadobójczych,

MATERIAŁY DREWNIANE I
DREWNOPOCHODNE

2010-12-06

4. Materiały płytowe

Krzy

owy układ włókien

Sklejka –

płyta warstwowa sklejona z co najmniej trzech warstw

fornirów i prasowana w wysokiej temperaturze

sklejki suchotrwałe - na bazie

ywicy mocznikowo -

formaldehydowej

sklejki wodoodporne - na bazie

ywice fenolowo -

formaldehydowej

4. Materiały płytowe - inne

• Płyta klejona

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

• Płyty pil

niowe

- płyty pil

niowe twarde T

sto

ść

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

- płyty pil

niowe porowate P,

sto

< 350kg/m3 gr: 6 do 19 mm

• Płyty wiórowe

- surowe, melaminowane,fornirowane

LDF (low density fibreboard) g

sto

ść

< 550kg/m3

MDF (medium-density fibreboard) g

sto

ść

650-850kg/m3

HDF (high-density fibreboard) g

sto

ść

> 850kg/m3

• Płyty wiórowo-cementowe (suprema)

• Płyty OSB

2010-12-06

4. Materiały płytowe inne

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

na szeroko

ść

)

Płyty OSB

wodoodporna

ywica formaldehydowo - fenolowo - mocznikowo - melaminowej

Zastosowania:

pokrycia dachowe,

ciany zewn

trzne i wewn

trzne, podłogi,

stropów, el. konstrukcyjne: d

wigary, belki i kratownice

4. Materiały płytowe

Lignofol

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

ci do 0,8 mm, klejony

ywic

fenolow

. Materiał ten ró

ni si

od sklejki tym

e cienki

warstwy s

przesycone

ywic

Lignostone

Drewno zag

szczone, otrzymane przez sprasowanie

drewna litego w ci

nieniu 25 MPa + Temp 160 C

2010-12-06

5. Materiały podłogowe

- tarcica podłogowa (deski, bale)

- parkiet (deszczułki podłogowe)

- mozaika podłogowa

- kostka brukowa drewniana

POŁ

CZENIE

na zakład

na pióro-wpust

(na własne pióro)

na obce pióro

I klasa:

brak s

ków, jednolita barwa, równomierne,

prostoliniowe usłojenie;

II klasa:

ró

nice barwy elementów, słoje

zakrzywione, pofalowane;

III klasa:

dopuszczalne s

ki, a barwa i usłojenie

na ka

dym elemencie mog

odmienne.

5. Materiały podłogowe