Drewno i materiały drewnopodobne


2010-12-27
Drewno i materiały
Drewno i materiały
drewnopochodne
drewnopochodne
Drewno na tle innych materiałów
- materiał roślinny (naturalny, organiczny)
- budowa komórkowa (tkanki o ró\nych funkcjach)
- struktura włóknista (włókna ukierunkowane)
- materiał anizotropowy
(wartość cechy zale\y od kierunku jej badania)
1
y
ródło: J.M. Dinwoodie: Journal of Microscopy 104(1), 1975
2010-12-27
Gatunki drewien europejskich stosowane
w budownictwie
gatunki iglaste
(80 do 120 lat; konstrukcje więzb dachowych, stolarka budowlana, podłogi)
Modrzew (Larix europaea)
z technicznego punktu widzenia najlepsze i najbardziej trwałe; rzadko
stosowane
Sosna (Pinus silvestris)
miękkie, łatwe w obróbce, sprę\yste, o dobrej wytrzymałości
mechanicznej
Świerk (Picea abies)
miękkie, o średniej wytrzymałości, sprę\yste, trudne w obróbce, lepsze
górskie ni\ nizinne
Jodła (Abies alba)
miękkie, o średniej wytrzymałości, giętkie i łupliwe, sporo sęków
wypadających
Gatunki drewien europejskich stosowane
w budownictwie
gatunki liściaste
(głównie stolarka budowlana, podłogi posadzki)
Brzoza (Betula pendula i Betula pubescens)
dobre właściwości mechaniczne, mała odporność na grzyby
Buk (Fagus silvatica)
twarde, o du\ej wytrzymałości, łatwe w obróbce
Dąb (Quercus robur lub Quercus petrea)
twarde, cię\kie, o dobrych parametrach wytrzymałościowych, odporne na
ścieranie
Jesion (Fraxinus excelsior)
cię\kie, wytrzymałe i bardzo elastyczne; w warunkach suchych trwałe,
w wilgotnych łatwo ulega zniszczeniu
Topola (Populus, ok. 30 gatunków)
jedyne drewno liściaste stosowane (rzadko) do wykonywania konstrukcji
budowlanych (tam gdzie brak iglastych)
2
2010-12-27
Podstawowe informacje o budowie drzewa
i strukturze drewna
korona
Ś ok. 8 cm
konary, gałęzie
grubizna
lub
strzała
szyjka
korzeniowa
karpina
korzenie
Podstawowe informacje o budowie drzewa
i strukturze drewna
przekrój
poprzeczny
przekrój
podłu\ny
(promieniowy)
przekrój
styczny
W|| `" WĄ"
Ą"
Ą"
Ą"
3
2010-12-27
Podstawowe informacje o budowie drzewa
i strukturze drewna
rodzaje tkanek skład chemiczny drewna
- przewodząca, (suchego)
- gromadząca, - węgiel (C): H" 50%
- mechaniczna. - tlen (O2): H" 40%
- wodór (H): H" 5%
- azot (N): H" 0,2%
związek iglaste liściaste
- celuloza (włóknik) H" 55% H" 45%
- lignina 25 d0 30% 20 do 25%
- hemiceluloza H" 20% H" 25%
- \ywice H" 3% H" 0,5%
- inne (mineralne) H" 4% H" 13%
Podstawowe informacje o budowie drzewa
i strukturze drewna
woda w drewnie
drewno świe\o
ściętego drzewa
55 do 70% m.
ścianki komórek nasycone
wodą, komórki wypełnione
częściowo
drewno przygotowane
do eksploatacji
(wysuszone)
H" 15% m.
ścianki komórek
częściowo nasycone wodą
yródło: http://solidnydom.pl/wilgotnosc-drewna.html
4
2010-12-27
Podstawowe informacje o budowie drzewa
i strukturze drewna
przekrój poprzeczny grubizny (strzały)
biel
kora
(młode drewno,
du\a wilgotność)
miazga korowa
łyko
miazga twórcza
przyrosty roczne (słoje)
twardziel
(stare drewno,
rdzeń
mniejsza wilgotność)
Podstawowe informacje o budowie drzewa
i strukturze drewna
Przyrosty roczne (słoje)
1 cm
przyrost
pózny
(lato)
przyrost
wczesny
d" 4 słoje/cm - szerokosłoiste
(wiosna)
> 4 słoje/cm - wąskosłoiste
wczesny  wilgotne, mało zwarte, jasne;
pózny  mniejsza wilgotność, bardziej zwarte, ciemne
http://www.snv.jussieu.fr/bmedia/bois/index.htm Fotografie: R. Prat
5
2010-12-27
Właściwości drewna drzew europejskich
- barwa: jasno\ółta do brązowej w zale\ności od gatunku,
- zapach: ró\ny w zale\ności od gatunku,
- rysunek: ró\ny w zale\ności od gatunku.
- gęstość: H" 1,55 g/cm3
- gęstość pozorna przy w H" 15% m.:
od 500 kg/m3 (sosna, świerk) do 800 kg/m3 (dąb)
- wilgotność: do 70% m. (równowagowa H" 15% m.),
- nasiąkliwość: do 70% m.
- rozszerzalność cieplna: mała,
(wzdłu\ wł. - 0,5x10-5 [1/K], w poprzek wł. - 3x10-5[1/K],
- właściwości mechaniczne
Właściwości drewna drzew europejskich
Wytrzymałość drewna w ró\nych stanach obcią\eń jest
znacznie większa w kierunku równoległym do włókien,
ni\ w kierunku prostopadłym.
- na ściskanie ||:
30 MPa (topola), 45 MPa (świerk, sosna), 55 MPa (dąb,
modrzew), 60 MPa (grab, akacja)
- na rozciąganie ||:
75 MPa (topola), 95 MPa (świerk, sosna, dąb),
110 MPa (modrzew), 165 MPa (buk)
- na zginanie Ą" :
Ą"
Ą"
Ą"
55 MPa (topola), 65 MPa (modrzew, sosna, świerk),
120 MPa (akacja, jesion, buk)
6
2010-12-27
Wybrane właściwości drewna
Wpływ gęstości pozornej na wytrzymałość
Wpływ gęstości pozornej na
wytrzymałość drewna na ściskanie
i rozciąganie wzdłu\ włókien
yródło: Biliszczuk J., Bień J., Maliszkiewicz P.:
Mosty z drewna klejonego. WKiA, Warszawa, l989.
Wybrane właściwości drewna
Wpływ wilgotności na wytrzymałość
Im wilgotność większa, tym wytrzymałość mniejsza.
przykład wpływu wilgotności
drewna na:
1  rozciąganie wzdłu\ włókien,
2  ściskanie przy zginaniu,
3  ściskanie wzdłu\ włókien,
4  ścinanie wzdłu\ włókien
yródło: Mielczarek Z.: Konstrukcje drewniane. Arkady.
Warszawa, 1994
7
2010-12-27
Wpływ wilgotności na właściwości mechaniczne
drewna
Wzór Bauchingera
f15 = fw [1 + ąw (w - 15)]
f15  wytrzymałość przy wilgotności 15% m.
(równowagowa w warunkach powietrzno-suchych),
fw - wytrzymałość przy wilgotności 10% < w < 30%,
ąw - współczynnik zmiany wytrzymałości drewna przy zmianie
wilgotności o 1 %, (0,02 do 0,04 zale\nie od rodzaju wytrzymałości
i kierunku badania)
w - wilgotność drewna [% m].
Zale\ność pozwala na badanie wytrzymałości drewna
o wilgotności w i sprowadzenie jej do wytrzymałości drewna
o wilgotności 15% m.
Trwałość drewna  informacje ogólne
Drewno wykazuje du\ą trwałość zarówno w warunkach
stale suchych (zabytki kultury egipskiej), jak i stale
mokrych (pale posadowienia budynków w Wenecji,
elementy drewnianego mostu Trajana zatopione w Dunaju).
Drewno wykazuje obni\oną trwałość w warunkach
zmiennej wilgotności i braku wymiany powietrza oraz
przy oddziaływaniu wysokiej temperatury.
W warunkach atmosferycznych większą trwałość wykazuje
drewno:
- o większej gęstości pozornej,
- zawierające więcej \ywic (naturalny impregnat) garbników,
- z części twardzielowej.
8
2010-12-27
Trwałość drewna  zabiegi konserwujące
Podstawowym zabiegiem przygotowującym
drewno do eksploatacji jest jego
właściwe wysuszenie
do wilgotności równowagowej dla warunków
powietrzno-suchych.
Wilgotność ta wynosi ok. 15% m.
Trwałość drewna  zabiegi konserwujące
dodatkowe zabiegi to:
- wykonywanie powłok odcinających drewno od czynników
zewnętrznych (opalanie, powłoki bitumiczne, lakiery z tworzyw
sztucznych)
powłoka ulegająca
powłoka spienieniu w wysokiej
zwykła temperaturze
- impregnacja środkami zabezpieczającymi przed zmianami
wilgotności, grzybami, owadami i obni\ającymi palność
impregnacja
impregnacja skrośna
przypowierzchniowa
9
2010-12-27
Suszenie i skurcz drewna
stan nasycenia ścianek wysuszone
świe\o ścięte
(wilgotność równowagowa)
komórkowych
wilgotność
55  70 % 20  35 % H" 15 %
skurcz niewielki
skurcz:
- wzdłu\ włókien - 0,1 do 0,8 %
- w poprzek włókien - 3 do 6 %
- styczny - 6 do 12 %
- objętościowy - 10 do 20%
yródło: http://solidnydom.pl/wilgotnosc-drewna.html
Suszenie i skurcz drewna
Paczenie się przekrojów drewnianych
Przyczyna:
ró\na wilgotność drewna w bieli i twardzieli
brak symetrii rozkładu wilgotności
względem osi poziomej
symetria rozkładu wilgotności
względem obydwu osi
brak symetrii rozkładu wilgotności
względem osi poziomej
niekorzystne efekty mo\na
redukować właściwym
przebiegiem suszenia
10
2010-12-27
Tarcica budowlana  podstawowa grupa budowlanych
wyrobów z drewna
(drewno konstrukcyjne)
przykłady planów
przecierania
deski bale krawędziaki belki łaty
Tarcica budowlana  przykład zastoosowania
(jedna z odmian konstrukcji więzby dachowej)
11
2010-12-27
Materiały drewnopochodne
W ogólności są to materiały składające się w głównej mierze z
cienkich warstw lub cząstek rozdrobnionego drewna lub innych
roślin, połączonych lepiszczem organicznym lub mineralnym.
Ze spoiwem organicznym (\ywice, kleje):
- sklejki,
- płyty wiórowe,
- pazdzierzowe (len, konopie),
- płyty OSB (Oriented Strand Boards),
- pilśniowe.
Ze spoiwem mineralnym (cement):
- płyty wiórowo-cementowe,
- trocinobeton,
- stru\kobeton,
- zrębkobeton.
Materiały drewnopochodne
sklejka płyta wiórowa pazdzierzowa
dzwiękochłonna płyta
płyta OSB zrębkobeton
z trocinobetonu
yródła: http://www.techbud.com.pl http://www.signalco.pl, http://www.osb.pl
12


Wyszukiwarka