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