POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA

WYDZIAŁ BUDOWNICTWA I INŻYNIERII ŚRODOWISKA

Instrukcja do zajęć laboratoryjnych z przedmiotu: MATERIAŁY BUDOWLANE

Ć W I C Z E N I E NR 6 (6N)

Temat ćwiczenia:

Materiały z drewna i

drewnopochodne –

rozpoznawanie wad drewna i

oznaczanie wilgotności tarcicy

Białystok 2011

Materiały z drewna ... Instrukcja ćwiczenia nr 6

________________________________________________________________________________________________________________________

1. Wprowadzenie

1.1. Podstawowe pojęcia i określenia

DREWNO – surowiec drzewny otrzymywany ze ściętych drzew i formowany przez obróbkę w różnego rodzaju sortymenty; są to substancje lignocelulozowe zawarte między rdzeniem i korą RODZAJE DREWNA STOSOWANE W BUDOWNICTWIE: sosna, świerk, jodła, modrzew, dąb, jesion, buk

TARCICA – materiał uzyskany z przetarcia wzdłużnego drewna okrągłego (kloców drewna) TARCICA SZORSTKA – tarcica nie poddawana dodatkowej obróbce maszynowej o ustalonych dopuszczalnych odchyłkach

TARCICA WSTĘPNIE OBROBIONA (krawędziaki) – tarcica poddawana dodatkowej obróbce maszynowej o ustalonych dopuszczalnych odchyłkach

TARCICA NIEOBRZYNANA – materiał uzyskany z przetarcia jednokrotnego drewna okrągłego (ma dwie płaszczyzny równoległe i nieobrobione boki)

TARCICA OBRZYNANA – otrzymywana przed dwukrotne przetarcie w tartaku drewna okrągłego (ma cztery płaszczyzny równoległe – przekrój prostokątny) WILGOTNOŚĆ jest jedną z najważniejszych właściwości wpływających na inne właściwości techniczne drewna. Drewno świeże po ścięciu ma wilgotność większą niż 35%, drewno w stanie powietrzno-suchym – 15 do 20%, zaś drewno przechowywane w pomieszczeniach suchych – 8 do 10%.

Dopuszczalna wilgotność drewna iglastego, stosowanego na elementy konstrukcyjne, zależna jest od warunków eksploatacji i od przyjętej technologii wytwarzania. Wymagania dotyczące wilgotności drewna w zależności od zastosowania podano w tabeli 3.

Tabela 3. Wilgotność drewna w zależności od zastosowania Zastosowanie

Wilgotność w %

Konstrukcje chronione przed zawilgoceniem

do 20

Konstrukcje znajdujących się na otwartym powietrzu

do 23

Konstrukcje klejone zgodnie z wymaganiami technologii klejenia do 15

Stolarka zewnętrzna

od 12 do 19

Stolarka wewnętrzna do budynków nieogrzewanych

od 12 do 16

Stolarka wewnętrzna do budynków ogrzewanych o temperaturze od 9 do 13

pomieszczeń od 12°C do 21°C

Stolarka wewnętrzna do budynków ogrzewanych o temperaturze od 6 do 10

pomieszczeń powyżej 21°C

Elementy posadzek z drewna litego oraz posadzki deszczułkowe od 7 do 11

łączone (w czasie opuszczania zakładu producenta)

Wilgotność należy oceniać za pomocą elektrycznego wilgotnościomierza oporowego stosując metodę opisana w PN-EN 13183-2:2004 lub metodą pojemnościową opisana w PN-EN 13183-3. W

przypadku sporu należy zastosować metodę suszarkowo-wagową opisaną w PN-EN 13183-1

(metoda niszcząca).

GRZYBY PASOŻYTUJĄCE W DREWNIE (wg PN-EN 844-10)

• grzyby najbardziej szkodliwe: grzyb domowy właściwy (zwany też stroczkiem łzawym), grzyb piwniczny (zwany gnilicą mózgowatą), grzyb domowy biały (zwany porzycą inspektową)

Strona 2 z 6

Materiały z drewna ... Instrukcja ćwiczenia nr 6

________________________________________________________________________________________________________________________

• grzyby mniej szkodliwe: wrośniak sosnowy, grzyb podkładowy (zwany twardziakiem łuskowatym) siatkowiec płótowy (zwany grzybem słupkowym)

• grzyby mało szkodliwe: grzyb składowy (zwany powłocznikiem olbrzymim) KLASY WYTRZYMAŁOŚCI DREWNA

Zgodnie z normą PN-EN 338:2004 populację drewna można zaliczyć do określonej klasy wytrzymałości, jeżeli wartości charakterystyczne wytrzymałości na zginanie i gęstości są większe lub równe wartościom podanym w tablicy 1 dla tej klasy, a wartość charakterystyczna modułu sprężystości przy zginaniu jest większa lub równa 95% wartości podanej w wymienionej tablicy dla tej klasy wytrzymałości.

Tabela 1. Klasy wytrzymałości drewna konstrukcyjnego [3]

Topola i gatunki iglaste

Gatunki liściaste

C14

C16

C18

C20

C22

C24

C27

C30

C35

C40

C45

C50

D30

D35

D40

D50

D60

D70

Właściwości wytrzymałościowe (w N/mm2) – wartości charakterystyczne Zginanie

f m,k

14

16

18

20

22

24

27

30

35

40

45

50

30

35

40

50

60

70

Rozciąganie

f

wzdłuż włókien

t,0,k

8

10

11

12

13

14

16

18

21

24

27

30

18

21

24

30

36

42

Rozciąganie w

f

poprzek włókien

t,90,k

0,4

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

0,6

0,6

0,6

0,6

0,6

0,6

0,6

0,6

0,6

0,6

0,6

0,6

Ściskanie

f

wzdłuż włókien

m,k

16

17

18

19

20

21

22

23

25

26

27

29

23

25

26

29

32

34

Ściskanie w

f

poprzek włókien

c,0,k

2,0

2,2

2,2

2,3

2,4

2,5

2,6

2,7

2,8

2,9

3,1

3,2

8,0

8,4

8,8

9,7

10,5

13,5

Ścinanie

f c,90,k

1,7

1,8

2,0

2,2

2,4

2,5

2,8

3,0

3,4

3,8

3,8

3,8

3,0

3,4

3,8

4,6

5,3

6,0

Właściwości sprężyste (w N/mm2) – wartości charakterystyczne Średni moduł

sprężystości

E 0,mean

7

8

9

9,5

10

11

11,5

12

13

14

15

16

10

10

11

14

17

20

wzdłuż włókien

5% kwanty

modułu

E

sprężystości

0,05

4,7

5,4

6,0

6,4

6,7

7,4

7,7

8,0

8,7

9,4

10,0

10,7

8,0

8,7

9,4

11,8

14,3

16,8

wzdłuż włókien

Średni moduł

sprężystości w

E 90,mean

0,23

0,27

0,30

0,32

0,33

0,37

0,38

0,40

0,43

0,47

0,50

0,53

0,64

0,69

0,75

0,93

1,13

1,33

poprzek włókien

Średni moduł

odkształcenia

G mean

0,44

0,5

0,56

0,59

0,63

0,69

0,72

0,75

0,81

0,88

0,94

1,00

0,60

0,65

0,70

0,88

1,06

1,25

postaciowego

Gęstość (w kg/m3)

Gęstość

ρ

charakterystyczna

k

290

310

320

330

340

350

370

380

400

420

440

460

530

560

590

650

700

900

Średnia gęstość

ρmean

350

370

380

390

410

420

450

460

480

500

520

550

640

670

700

780

840

1080

Właściwości zamieszczone w tablicy są określone dla wilgotności drewna odpowiadającej temperaturze 20°C i wilgotności powietrza 65%.

1.2. Wady drewna

Drewno jest materiałem o unikatowych cechach technicznych, który niestety ma wiele wad, które zostały znormalizowane (PN-EN 844-8:2000 i PN-EN-9:2002) Przy ocenie jakości okrąglaka należy brać pod uwagę także liczbę sęków znajdujących się na 1 m długości sztuki lub skupienie oraz odległości między okółkami.

Strona 3 z 6

Materiały z drewna ... Instrukcja ćwiczenia nr 6

________________________________________________________________________________________________________________________

Tabela 2. Klasyfikacja wad drewna okrągłego

Grupa

Rodzaj

Odmiana

stopnia zarośnięcia z

sęk zrośnięty

otaczającym drewnem sęk częściowo zrośnięty

sęk niezrośnięty

cia

stanu zdrowotnego

sęk zdrowy

ię sęk otwarty

i

śn

sęk nadpsuty

kęS

sęk zepsuty

ia zaro

stopnia zgrupowania

n

sęk pojedynczy

p

skupienie sęków

g

sto

łu

postaci występowania guz

ed

sęk zrośnięty

róża

w

głu

ed

brewki

w

kształtu

pęknięcie rdzeniowe

pęknięcie czołowe

pęknięcie okrężne

ia

cia

przyczyny powstania

pęknięcie z przesychania

ię

en pęknięcie boczne

n

ż

pęknięcie mrozowe

k

ło

ę

o

P

p

głębokości

pęknięcie głębokie

pęknięcie czołowo-boczne

pęknięcie niegłębokie

pęknięcie przechodzące

postaci występowania krzywizna jednostronna

krzywizna

krzywizna dwustronna

krzywizna wielostronna

zbieżystość

ształtu k spłaszczenie

y

ad

zgrubienie odziomkowe

W

napływy korzeniowe

rak

obrzęk

zakorek

zakorek otwarty

g

stopnia zarośnięcia

zakorek zarośnięty

y

łu

w

ed

martwica zabitka

martwica (zabitka) otwarta

od

w

stopnia zarośnięcia

u

martwica (zabitka) zarośnięta

by

rdzeń mimośrodowy

ad

W

wielordzeniowość

nierównomierna szerokość słojów

ro

p c

ę z

c n

h y

erc

zh

żywiczny (gniazdo) żywiczne)

ar-

ie wewnętrzny biel

sinizna

ab

ien

Z

w brunatnica

zgnilizna twarda

zgnilizna zewnętrzna

ia

a

n

zgnilizna wewnętrzna

p

u

g

zgnilizna rozproszona

ilizn

sto

ład

łu

n

g

położenia

g

zk

ed

zgnilizna miękka

zgnilizna zewnętrzna

Z

łu

ro

w

ed

zgnilizna wewnętrzna

w

zgnilizna rozproszona

a-

chodniki powierzchniowe

ze-

e

g

d

chodniki owadzie

o

ech

łu

chodniki płytkie

iczn

ed

głębokości

szk

n

w

chodniki gł

U

ia m

ębokie

n

Strona 4 z 6

Materiały z drewna ... Instrukcja ćwiczenia nr 6

________________________________________________________________________________________________________________________

2. Cel i zakres ćwiczenia laboratoryjnego

Celem ćwiczenia jest zapoznanie studenta z drewnem i materiałami drewnopochodnymi stosowanymi w budownictwie, rozpoznawanie wad drewna oraz oznaczanie wilgotności tarcicy.

3. Oznaczanie wilgotności tarcicy metodą suszarkowo-wagową 3.1. Oprzyrządowanie stanowiska badawczego

• waga z dokładnością ważenia 0,1g,

• suszarka elektryczna umożliwiająca suszenie w temperaturze 103±2ºC

• eksykator do utrzymywania stałej wilgotności

• naczynie szklane lub torba z tworzywa (szczelnie zamykana) 3.2. Przebieg realizacji eksperymentu

• ważymy próbki laboratoryjne z dokładnością do 0,1g a otrzymane wyniki wpisuje my do tabeli w sprawozdaniu,

• wkładamy zważone próbki do suszarki i suszymy do stałej masy, tj. przy kolejnych ważeniach wykonywanych w odstępie 2h różnica masy nie powinna być większa niż 1%; suszenie nie powinno trwać dłużej niż 20h.

• po wysuszeniu próbki laboratoryjne ważymy z dokładnością do 0,1g a otrzymane wyniki wpisujemy do tabeli w sprawozdaniu,

• wilgotność próbek b(Wi) obliczamy ze wzoru:

mw – masa próbki przed suszeniem, g,

md – masa próbki po wysuszeniu, g,

a otrzymane wyniki wpisujemy do tabeli w sprawozdaniu,

• średnią wilgotność (

partii tarcicy obliczamy w % z dokładnością ze wzoru:

n – ilość desek kontrolnych, sztuki,

Wi – wilgotność próbek, %,

a otrzymane wyniki wpisujemy do tabeli w sprawozdaniu.

3.3. Wnioski

W oparciu o uzyskane wyniki należy dokonać oceny badanego materiału.

4. Rodzaje, klasyfikacja materiałów i wyrobów z drewna i materiałów drewnopochodnych

W oparciu o posiadane materiały rozpoznać i scharakteryzować (sklasyfikować) materiały i wyroby przedstawione przez prowadzącego ćwiczenia (wypełnić tabelę 3 sprawozdania) Strona 5 z 6

Materiały z drewna ... Instrukcja ćwiczenia nr 6

________________________________________________________________________________________________________________________

Literatura:

[1] Szymański E.: Materiały budowlane. Tom I. Oficyna Wydawnicza WSFiZ w Warszawie, Warszawa 2008.

[2] Budownictwo Ogólne. Materiały i wyroby budowlane. Tom 1. Arkady, Warszawa 2007.

[3] PN-EN 338:2004 Drewno konstrukcyjne. Klasy Wytrzymałości.

[4] PN-EN 942:2008

[5] PN-EN 408:2004 Drewno konstrukcyjne. Drewno konstrukcyjne lite i klejone warstwowo.

Oznaczanie niektórych właściwości fizycznych i mechanicznych.

[6] PN-EN 13228:2004 Podłogi drewniane. Elementy posadzek z drewna litego oraz posadzki deszczułkowe łączone.

[7] PN-EN 13183-1:2004 Wilgotność sztuki tarcicy – część 1. Oznaczanie wilgotności metodą susz arowo-wagową.

[8] PN-EN 13183-2:2004 Wilgotność sztuki tarcicy. Część 2: Oznaczanie wilgotności za pomocą elektrycznego wilgotnościomierza oporowego.

[9] PN-EN 13183-3:2005 Wilgotność sztuki tarcicy – Część 3: Oznaczanie metodą pojemnościową

[10] PN-EN 844-10:2001 Drewno okrągłe i tarcica. Terminologia. Terminy dotyczące przebarwień i uszkodzeń grzybowych

[11] PN-EN 844-8:2000 Drewno okrągłe i tarcica. Terminologia. Terminy dotyczące cech drewna okrągłego

[12] PN-EN 844-9:2002 Drewno okrągłe i tarcica. Terminologia. Część 9: Terminy dotyczące cech tarcicy

Strona 6 z 6