Drewno

Drewno należy zaliczyć do najstarszych materiałów budowlanych. W pewnych okresach rozwoju budownictwa, kilka wieków p.n.e., drewno stanowiło podstawowy budulec. Ze względu na wytworzenie materiałów trwalszych jak i w wyniku zmniejszaniu się terenów zalesionych z biegiem lat znaczenie tego materiału stopniowo się zmniejszało. Obecnie drewno stało się materiałem deficytowym. Z tego względu w coraz szerszym zakresie jest eliminowane z budownictwa, a stosowane jest najczęściej tylko tam, gdzie występują trudności w zastąpieniu go innym materiałem. Aktualnie drewno w szerokim zakresie wykorzystywane jest do produkcji drewnopochodnych materiałów przetworzonych, z których wytwarza się elementy konstrukcyjne klejone, o rozpiętości 30-40m, płyty, sklejki, i inne wyroby.

Budowa drewna

Drewno jest materiałem organicznym, a skład chemiczny poszczególnych rodzajów drewna jest zróżnicowany. Podstawowymi pierwiastkami składowymi są: węgiel, tlen i wodór. Tworzą one związki organiczne, z których około 53% substancji drzewnej stanowi włóknik (celuloza), 29% drzewnik (lignina), a resztę hemiceluloza, białko, tłuszcz żywice oraz inne związki organiczne utworzone z węgla, wodoru i tlenu. Zbudowane jest z zestawu drobnych komórek spełniających różnorakie przeznaczenie. Strukturę drewna tworzy układ zbudowane jest z komórek, spełniających rolę kanałów przewodzących substancje odżywcze od korzeni do korony (składniki mineralne) i od korony do korzeni produkty fotosyntezy (węgiel). Pewne warstwy komórek magazynują substancje odżywcze (żywicę).

W przekroju poprzecznym pnia drzewa występują koliste słoje roczne, utworzone przez corocznie przyrastające warstwy komórek. W środku przekroju pnia występuje rdzeń o średnicy 1-2 cm. Poszczególne warstwy komórek w przekroju pnia drewna przedstawione zostały na poniższym rysunku.

Układ warstw w przekroju poprzecznym pnia drzewa

W kierunku wysokości w budowie zewnętrznej drzewa wyróżnia się korzenie, przechodzące w część pnia zwaną szyję korzeniową. Ze względów użytkowych zasadniczą część drzewa stanowi tzw. karpina, stanowiąca grubiznę pnia, obejmująca pień od szyi korzeniowej do wysokości, w której średnica wynosi 7 cm. Powyżej tej części znajduje się korona, na którą składają się cienka część pnia i gałęzie.

http://mazzaflooring.com/rawanda.html

Rodzaje drzew

Ze względu na rodzaje wyrobów z drewna stosowanego w budownictwie drzewa przeznaczone do ich wytwarzania można podzielić najogólniej na iglaste i liściaste. W budownictwie stosuje się znacznie więcej drewna z drzew iglastych. Drewno z drzew liściastych stosowane jest przeważnie do wykonywania posadzek oraz do celów dekoracyjnych.

Rodzaje drzew i właściwości fizyczne najczęściej stosowanego z nich drewna w budownictwie, przy wilgotności 15%

Lp	Gatunek drzewa	Gęstość [kg/cm^3]	Gęstość objętościo­­wa [kg/cm^3]	Wytrzyma- łość na ściska­ nie wzdłóż włókien [MPa]	Wytrzymałość na rozciąganie wzdłóż włókien [MPa]	Wytrzymałość na zginanie statyczne w poprzek włókien [MPa]	Twardość wg Janki [MPa]
	Sosna	1500	520	47	108	87	30
	Świerk	1500	470	43	90	66	27
	Jodła	1500	450	40	84	62	34
	Dąb	1500	690	11	90	94	67
	Buk	1500	730	53	138	105	78
	Jesion	1500	720	52	165	120	76
	Grab	1500	830	66	107	107	89
	Brzoza	1500	650	43	137	125	49

Właściwości Techniczne

Istotny wpływ na wszystkie cechy techniczne drewna wywiera jego wilgotność. Stopień zawilgocenia drewna jest zależny od warunków, w jakich znajduje się materiał. Bezpośrednio po ścięciu drzewa wilgotność drewna wynosi od 35 do 150%. W stanie powietrzno-su­chym osiąga wartość 15 do 20 %, a drewno suszone wykazuje wilgotność w granicach 5 do 15% masy. Drewno o wilgotności bliskiej 0% nie znajduje zastosowania w budownictwie. Optymalne właściwości techniczne uzyskuje drewno o wilgotności 15% masy, dlatego taka wilgotność stanowi podstawę normalizacji i określania cech technicznych drewna.

Wyższa wilgotność drewna od 15% zwiększa jego wrażliwość na procesy gnilne i podatność na szkodników, a ponadto w czasie wysychania wykonane z niego elementy ulegają paczeniu i pękaniu. Drewno jest materiałem o dużej higroskopijności. W celu zabezpieczenia wyrobów przed nadmiernym zawilgoceniem spowodowanym higroskopijnością, powierzchnie wyrobów powleka się odpowiednimi preparatami lub maluje farbą albo lakierem, najlepiej wodoodpornym.

Drewno kurczy się podczas suszenia i pęcznieje pod wpływem zawilgocenia. Zjawisko to szczególnie intensywnie występuje w kierunku poprzecznym do włókien. Tę cechę drewna należy uwzględnić zwłaszcza przy układaniu posadzek z parkietu.

Od wilgotności drewna zależą również inne cechy drewna. Im drewno będzie bardziej wilgotne, tym większa jest jego gęstość objętościowa i wzrasta wydatnie przewodność cieplna.

Właściwości mechaniczne

Wszystkie cechy mechaniczne drewna zależne są od rodzaju drewna, jego wilgotności oraz od kierunku działania siły w stosunku do przebiegu włókien. Opisuje się je wytrzymałością na ściskanie, rozciąganie, zginanie oraz twardością i ścieralnością. Największą wytrzymałość wykazuje drewno wówczas, gdy siła odziała równolegle do włókien, natomiast najmniejszą wówczas jeżeli siła wywołuje naprężenia zgodne z kierunkiem promienia.

Wytrzymałość na zginanie decyduje o przydatności drewna do produkcji belek i deskowań itp. elementów. Większą wytrzymałość na zginanie wykazują te gatunki drewna, które charakteryzują się większą wytrzymałością na rozciąganie.

Twardość drewna, mierzona metodą Janki, określa opór jaki stawia ono podczas wciskania stalowej kulki o wielkości określonej normą.

Podział gatunków drewna wg ich twardości i łatwości obróbki

Gatunki drewna	Stopień twardości	Łatwość obróbki
				trudne	średnio trudne	łatwe
	iglaste	twarde	modrzew	-	-
		średnio twarde	-	jodła świerk	sosna
	liściaste	twarde	dąb, buk, grab jesion	akacja	-
		średnio twarde	brzoza, jawor, wiąz	-	-
		miękkie	-	-	lipa, olcha topola

O zastosowaniu drewna decydują jego właściwości techniczne, jednak w ogólnych zarysach można przedstawić to następująco:

• elementy budowlane konstrukcyjne: sosna świerk i jodła,

• stolarka budowlana: sosna, świerk i rzadziej dąb lub jesion,

• sklejka stolarska: brzoza, buk i olcha,

• klepki posadzkowe: dąb, buk, brzoza, grab, jesion i wiąz,

• białe podłogi: sosna, świerk i jodła,

• boazerie: sosna, świerk, modrzew i jodła.

Asortyment drewna budowlanego

Drewno budowlane dzieli się na następujące podstawowe asortymenty:

• okrągłe iglaste,

• tarcica iglasta,

• tarcica liściasta,

• wyroby z drewna i materiałów drewnopochodnych.

Drewno iglaste okrągłe

Drewno okrągłe (pnie okorowane i pozbawione gałęzi) przeznaczone jest do przetarcia na deski bale, krawędziaki i inne sortymenty. Najczęściej stosowane jest drewno tartaczne sosnowe, ale może być również inny gatunek, a mianowicie świerk, jodła i modrzew. Występuje ono w różnych długościach, a mianowicie jako dłużyce (powyżej 9 m długości), kłody ( od 2,5 do 8,9 m0, oraz wyrzynki (2 do 2,4 m). Jest ono przerabiane na tarcicę obrzynaną i nieobrzynaną.

W czasie sprawdzania drewna dokonuje się dokładnego odbioru jakościowego każdej sztuki indywidualnie, w celu stwierdzenia zgodności jej cech z normami. Odbiór drewna może odbywać się zarówno latem jak i zimą. Drewno wywożone latem z lasu powinno być okorowane, natomiast zimą nieokorowany ze względu na zabezpieczenie drewna przed spękaniem.

Wady drewna

Wadami drewna nazywane są pewne jego właściwości i uszkodzenia, których obecność wywiera ujemny wpływ na jakość wyrobów, lub niekiedy dyskwalifikuje materiał. Rozróżnia się następujące grupy wad drewna.

Wady kształtu. Zalicza się tu zbyt dużą zbieżność pnia (gdy pień ma kształt wydłużonego stożka ściętego), krzywiznę pnia, rozwidlenie itp..

Wady wynikające z budowy anatomicznej drewna. Zalicza się tu głównie sęki czyli przecięcia części gałęzi. Mogą one być dzielone zależnie od wymiaru średnicy, kształtu, stanu zdrowotnego itp. Do tej grupy wad zalicza się też zwoje, czyli miejscowe zniekształcenia regularnego układu słojów rocznych i włókien, w postaci miejscowego ich odchylenia. Należą tu również takie wady jak mimośrodowość rdzenia (gdy jest on umiejscowiony w pobliżu obwodu pnia), wielordzeniowość (gdy w jednym pniu jest więcej niż jeden rdzeń).

Zabarwienie. Przez zabarwienie należy rozumieć miejscowe zróżnicowanie koloru od naturalnej barwy danego rodzaju drewna. Mogą one być wywołane spławianiem drewna, przechowywaniem drewna na otwartej przestrzeni, najczęściej jednak wywoływane są przez czynniki organiczne (zwłaszcza grzyby, bakterie), np. sinizm, plamy pleśniowe itp.

Zgnilizna. Ta wada zwana też murszem, spowodowana jest procesem rozkładu gnilnego tkanki drewna. Rozróżnia się mursz twardy, albo miękki, przy czym występuje on jako wewnętrzny lub zewnętrzny.

Pęknięcia. Występują one w postaci rozerwania tkanki drzewnej, które mogą występować wewnątrz pnia (pęknięcia rdzeniowe), na czole i obwodzie drewna okrągłego (pęknięcia przesychania), mogą też występować pęknięcia mrozowe itp.

Zranienia. Są to uszkodzenia mechaniczne drewna, powstałe w czasie wzrostu drzewa jak i podczas ścinania. Zranienia często spowodowane są przez pioruny jak i huragany.

Uszkodzenia przez owady. Są to tzw. chodniki owadzie, czyli otwory w drewnie będące skutkiem zerowania owadów. Chodniki owadzie uszkadzają włókna drewna i powodują obniżenie jego wytrzymałości.

Nagromadzenie żywicy. Ta wada może występować w postaci plamek rdzeniowych, przeżywiczeń lub miejscowych nagromadzeń żywicy - pęcherzy żywicznych.

Tarcica

Tarcicą nazywany jest materiał uzyskany przez przepiłowanie (przetarcie) okrągłego drewna tartacznego specjalnymi piłami zwanymi trakami. Zależnie od sposobu obróbki tarcicę dzieli się na tarcice obrzynaną, której dwie płaszczyzny, licowa, przeciwlicowa i dwie powierzchnie boczne obrobione są piłą oraz tarcicę nieobrzynaną, której tylko dwie płaszczyzny obrobione są piłą.

a) b)

Tarcica : a) obrzynana, b) nieobrzynana.

Ze względu na długość dzieli się na długą o długości powyżej 2,5m, krótką o długości od 1, 0 do 2,4m, oraz najkrótszą o długości od 0,5 do 0,9m.

Tarcica iglasta

Otrzymywana jest głównie z drewna sosny, świerka, jodły, modrzewia i daglezji. Jako tarcicę nieobrzynaną (no) wytwarza się:

1. deski - o grubości od 19 do 45 mm,

2. bale - o grubości od 50 do 100mm.

Tarcicę nieobrzynaną stosuje się głównie do produkcji stolarki budowlanej.

Do tarcicy obrzynanej (o) zalicza się:

1. deski - o grubości od 19 do 45 mm i szerokości od 75 do 250 mm, (dł) 2,40 m do 6,30 m, (śr) 0,9 do 2,30 m,

2. bale - o grubości od 50 do 100 mm i szerokości 100 do 250 mm,

3. łaty - grubość x szerokość: 38x63, 45x50, 50x63 i 75, 63x100 i 125 oraz 75x100, 125 i 140, (dł) 2,40 m do 6,30 m, (śr) 0,9 do 2,30 m,

4. krawędziaki - grubość x szerokość: 100x100 do 175, 170x 125 do 175 mm, długość 2,40 do 6,30 m, (dł) od 2,40 do 6,30 m,

5. belki - wysokość x szerokość: 200x200 do 275 i 250x 200 do 275 mm (dł) od 2,40 do 6,30 m.

W zależności od jakości tarcicę iglastą dzieli się na sześć klas. Do klasy pierwszej zaliczana jest stolarka o najwyższej jakości. Jakość tarcicy iglastej określa się na podstawie rodzaju, wymiaru i stopnia nasilenia wad drewna oraz wad obróbki występujących w sztuce tarcicy. Szczegółowy sposób klasyfikacji tarcicy iglastej podaje norma.

Tarcica liściasta

Otrzymywana jest głównie z drewna dębowego, bukowego, jesionowego, brzozowego i innych. W zależności od stanu obróbki i przekroju poprzecznego rozróżnia się:

• nieobrzynane deski i bale (no),

• obrzynane deski i bale (o),

• listwy i łaty (graniaki) (lł),

• krawędziaki i belki (kb).

W zależności od jakości drewna i obróbki tarcicę liściastą dzieli się na cztery klasy jakości. Listwy, łaty, krawędziaki i belki dzieli się na dwie klasy jakości.

Deszczułki posadzkowe lite

Deszczułki posadzkowe są wyrabiane z twardych gatunków drewna liściastego, takich jak dąb, jesion, buk, grab, brzoza i inne. W zależności od kształtu profilu i sposoby mocowania do podłoża mogą być wyrabiane następujące typy:

1. deszczułki z piórem i wpustem - na jednym boku i czole pióro, a na drugim boku i czole wpust. Te deszczułki mogą być mocowane do ślepej podłogi gwoździami, rys. a);

2. deszczułki uniwersalne - na jednym boku i czole wpust, na drugim boku i czole pióro, w dolnej warstwie wyprofilowanie w postaci jaskółczego ogona. Te deszczułki mogą być układane na kleju lub łącznikami mechanicznymi, rys. b);

3. deszczułki z czterostronnym wpustem na obce pióro, w dolnej warstwie wyprofilowane wpusty w kształcie jaskółczego ogona, układanie na kleju, rys. c).

Typy i wymiary deszczułek posadzkowych

Płyty na posadzkę mozaikową

Parkiet mozaikowy wykonany jest z małych listewek o wymiarach 110x22x8 mm oraz 100x20x8 lub 10 mm. Listewki układane są na kartonie i przyklejone stroną licową do papieru. Płyty parkietu mozaikowego mają wymiary 440x440 mm lub 400x400 mm. Przykleja się je do podłoża betonowego specjalnym klejem, np. Mozalep lub Polacet. Po wyschnięciu kleju papier na warstwie licowej zwilża się wodą i zdejmuje. Wygląd płyty parkietu mozaikowego przedstawiony jest na poniższym rysunku.

Płyta parkietu mozaikowego

Deski posadzkowe

Na posadzki w budynkach mieszkalnych produkowane są klejone trójwarstwowe elementy podłogowe. Warstwę licową stanowią cienkie deszczułki z drewna twardego, a warstwę środkową i spodnią deski niższych klas drewna iglastego. Deski posadzkowe produkowane są w wymiarach 300x137x15 mm. Łączone są na pióro i wpust.

Podłogi szwedzkie

Panele podłogowe

Jako materiał drewnopochodny produkowane są panele podłogowe, składające się z kilku warstw powierzchniowych, nośnej warstwy wykonanej z prasowanej pod wysokim ciśnieniem i wysokiej temperaturze płyty wiórowej i poprzecznej warstwy laminatu. Panele podłogowe są odporne na ścieranie i temperaturę do 500 ^oC.

Rodzaje:

• odporność na ścieranie do 4 000 cykli, przeznaczona do ogólnego domowego użytku;

• odporność na ścieranie do 6 000 cykli, przeznaczona do układania w biurach

Wyroby drewniane

Sklejka

Szerokie przeznaczenie znajduje sklejka stolarska, produkowana ze sklejenia nieparzystej liczby warstw forniru. Układ włókien w kolejnych warstwach jest wzajemnie prostopadły. Fornirem nazywane są cienkie arkusze drewna skrojonego z pnia. Zewnętrzne warstwy forniru na sklejce noszą nazwę obłogów, a wewnętrzne środków. Forniry na sklejkę wytwarza się z drewna sosnowego, jodłowego, olchowego, bukowego i innych. W zależności od stopnia odporności na działanie wody sklejkę dzieli się na trzy typy: sklejkę suchotrwałą (s), sklejkę pół wodoodporną (w₁), i wodoodporną (w₂). Do klejenia sklejek (s) stosuje się klejów mocznikowo-formaldechydowych, do sklejki (w₁) melaminowo-formaldehydowych, a do sklejki (w₂) formaldehydowego. Sklejka znajduje szerokie zastosowanie zwłaszcza w przemyśle stolarskim.

Płyty pilśniowe

Płyty pilśniowe produkowane są z rozwłóknionej masy drzewnej, włókien lignocelulozowych, pochodzących ze ścinków i odpadów drewnianych, z dodatkiem impregnatów. Cały asortyment składa się z 25-ciu rodzajów płyt. Podstawowymi są trzy rodzaje, zależne od stopnia sprasowania.

Płyty pilśniowe porowate są to płyty dwustronne, szorstkie o gęstości objętościowej 350 kg/m³, grubość 9,5 do 25 mm.

Płyty pilśniowe twarde zwykłe są to płyty jednostronne lub dwustronne gładkie o gęstości objętościowej powyżej 800 kg/m³, produkowane są o grubości 2,4 do 6,4 mm

Płyty pilśniowe bardzo twarde wyglądem są zbliżone do twardych. Gęstość objętościowa wynosi powyżej 900 kg/m³. Produkowane są o grubości od 2,4 do 6,3 mm.

Płyty wiórowe prasowane wytwarzane są z płasko struganych wiórów, wymieszanych z żywicą mocznikowo-formaldehydową i sprasowanych. Formowane są jako trójwarstwowe, jednowarstwowe i frakcjonowane. Stosowane są do produkcji mebli. Obecnie stosowane są zamiast desek, gdyż są odporne na działanie wilgoci.

Przykład zastosowania drewna w budownictwie

Sufit nad salonem

Garaż

Prace budowlane w kuchni

Widok całości budynku

Widok budynku od tylu

widok od przodu

Więźba dochowa nad salonem

Połączenie salonu z kuchnią

Łazienka

Wejście na piętro

Widok z pietra na główne wejście

Wykończenie elewacji

Miasto skansen budownictwa z gliny surowej

Panorama miasta

Widok zagospodarowania przestrzennego centrum miejskiego

Budynek z cegły surowej w trakcie realizacji

---