SPRAWOZDANIE Z MATERIAŁÓW BUDOWLANYCH

Temat: Badanie drewna

Opracowali:

Gąsiorowski Karol

Korcz Anna

Murawski Maciej

Rybowicz Grzegorz

Szcząchor Marta

Grupa H

Budownictwo

Semestr I

BYDGOSZCZ 2007

Oznaczanie wymiarów tarcicy wg PN-EN 1309-1

Pomiar grubości należy przeprowadzić przy użyciu przyrządu pomiarowego z podziałką o dokładności co najmniej 0,1mm. Zmierzyć grubość w kierunku prostopadłym do płaszczyzny co najmiej w trzech miejscach: dwa w pobliżu czół lecz w odległości con. 150mm, pozostałe w dowolnym miejscu między nimi. Miejsca pomiaru powinno być czyste i bez wad. Zarejestrować jedynie najmniejszą zmierzoną grubość.

Pomiar szerokości należy przeprowadzić przy użyciu przyrządu pomiarowego z podziałką o dokładności co najmniej 1mm. Zmierzyć szerokość co najmniej w trzech miejscach w kierunku prostopadłym do osi podłużnej sztuki: dwa w pobliżu czół lecz w odległości con. 150mm, pozostałe w dowolnym miejscu między nimi. Miejsca pomiaru powinno być czyste i bez wad. Zarejestrować jedynie najwęższą zmierzoną szerokość.

Pomiar długości należy przeprowadzić przy użyciu przyrządu pomiarowego z podziałką o dokładności co najmniej 5mm. Wynik podać w metrach, z dokładnością do dwóch miejsc po przecinku z zaokrągleniem w dół.

Pomierzyć rzeczywistą wilgotność metodą suszarkowo-wagową, pojemnościową, lub za pomocą elektrycznego wilgotnościomierza oporowego.

Ocenę wymiarów przeprowadzić wg PN-EN 1313-1

Wilgotność odniesienia 20%

UWAGA: Grubość i szerokość tarcicy zmienia się o:

- +0,25% na 1% przyrostu wilgotności ponad 20%

- ­0,25% na 1% spadku wilgotności poniżej 20%

Dopuszczalne odchyłki wymiarów przekróju przy wilgotności 20%

-dla grubości i szerokości ≤ 100mm +3mm

-1mm

-dla grubości i szerokości > 100mm +4mm

-2mm

Numer próbki	Długość [mm]	Szerokość [mm]	Grubość [mm]
1	24,18	19,69	19,61
2	25,18	19,66	19,82
3	25,04	19,62	19,59
4	24,46	19,75	19,53
5	25,01	19,76	19,52
6	24,31	19,71	19,66

Oznaczenie wilgotności

Wilgotność drewna określa się wg PN-EN 13183-1, PN-EN 13183-2 w zależności od potrzeb metodą suszarkowo-wagową oraz elektrometryczną.

Oznaczenie wilgotności bezwzględnej metodą suszarkowo – wagową

Oznaczana wielkośc jest to stosunek masy wody zawartej w drewnie do masy drewna w stanie całkowicie suchym, wyrażona w %.

Wykonanie oznaczenia

- kształt i wymiary próbek wg 5.1.

- próbki poddać klimatyzowaniu wg 5.1.

- zważyć próbki z dokładnością do 0,01 g

- wysuszyć próbki w temp. ± 2°C (376 ± 2°K) do stanu całkowicie suchego. W 2

kolejnych ważeniach wykonanych w odstępie 2 godz. próbka wykazuje różnicę

masy nie większą niż 0,01 g. pierwsze ważenie wykonuje się: po 6 godz. dla

drewna miękkiego, po 10 godz. dla drewna twardego

- po wysuszeniu próbki chłodzić w eksykatorze z substancją hygroskopijną do temp.

20 ± 2°C (293 ± 2°K)

- po ochłodzeniu zważyć próbki z w/w dokładnością

- obliczyć wilgotność bezwzględną W drewna ze wzoru 5.3

W =$\frac{m_{1} - m_{2}}{m_{2}} \bullet 100_{\ }{\ (\ W}_{\ }$=$\frac{m_{1} - m_{2}}{m_{2} - m_{0}} \bullet 100)$

w którym:

m₁ - masa próbki przed suszeniem

(m₁ - masa próbki z naczyniem wagowym przed suszeniem, g),

 m₂ - masa próbki po suszeniu, g),

(m₂ - masa próbki z naczyniem wagowym po suszeniu, g),

(m₀ - masa naczynia wagowego, g).

Jako wynik przyjąć średnią arytmetyczną określoną dla pewnej liczby próbek.

Oznaczenie wilgotności drewna wykonuje się z dokładnością do 1% i 0,1%. Tekst podany w nawiasach dotyczy oznaczenia wilgotności z dokładnością do 0,1%, stosowanego w badaniach specjalnych i przy przeliczaniu wyników badania właściwości drewna do poziomu 12% wilgotności. Do celów ćwiczeń przyjąć dokładność 1%.

numer próbki	Masa próki przed suszeniem m1	Masa próbki po suszeniu m2
1	5,22 g	4,65 g
2	5,38 g	5,00 g
3	5,25 g	4,91 g
4	5,40 g	4,83 g
5	5,39 g	4,91 g
6	5,32 g	4,85 g

$$W_{1} = \frac{5,22g - 4,65g}{4,65g} \bullet 100\% = 12,3\%$$

$$W_{2} = \frac{5,38g - 5,00g}{5,00g} \bullet 100\% = 7,6\%$$

$$W_{3} = \frac{5,25g - 4,91g}{4,91g} \bullet 100\% = 6,9\%$$

$$W_{4} = \frac{5,40g - 4,83g}{4,83g} \bullet 100\% = 11,8\%$$

$$W_{5} = \frac{5,39g - 4,91g}{4,91g} \bullet 100\% = 9,8\%$$

$$W_{6} = \frac{5,32g - 4,85g}{4,85g} \bullet 100\% = 9,7\%$$

$$W = \frac{W_{1}{+ \ W}_{2} + W_{3} + W_{4} + W_{5} + W_{6}}{6} = 10\%$$

Oznaczenie wilgotności drewna metodą elektrometryczną PN-EN 13183-2

Metodę elektrometryczną stosuje się w przypadku, gdy tarcica ma wilgotność w przedziale 7-30% i gdy nie wymagane lub nie pożądane jest wycinanie próbek do badań. Metody tej nie należy stosować w przypadku tarcicy:

- o zwilżonej powierzchni,

- zabezpieczonej środkami ochrony drewna,

- po obróbce termicznej lub chemicznej (dopuszczalne po odpowiednim

wyskalowaniu przyrządu)

Pomiarów nie należy wykonywać w miejscu występowania wad i zanieczyszczeń drewna.

Wilgotnościomierz elektryczny stosowany w badaniach powinien umożliwiać pomiar wilgotności z dokładnością do 1%.

Wilgotność należy mierzyć na każdej płaszczyźnie w odległości równej 0,3 szerokości płaszczyzny od jednej krawędzi:

- w połowie długości – dla tarcicy o długości mniejszej niż 0,6m,

- w dowolnych miejscach w odległości nie mniejszej niż 0,3m od czoła – dla tarcicy

o długości powyżej 0,6m.

Miejsca pomiaru powinny być wybrane w sposób losowy. Minimalna liczba miejsc pomiarów na jednej sztuce wynosi 3, przy czym odległość między poszczególnymi pomiarami powinna wynosić 10 – 15 mm, w celu uniknięcia przypadkowego błędu spowodowanego przez przebicie elektrodą niewidocznej wady drewna. Za wynik pomiaru należy przyjąć średnią arytmetyczną trzech pomiarów o wartościach najbardziej zbliżonych do siebie.

Wykonanie oznaczenia

- dobrać długość elektrod do badanych elementów (0,3 grubości sztuki)

- pomierzyć temperaturę otoczenia

- ustawić odpowiedni gatunek drewna

- sondę połączyć przewodem z wilgotnościomierzem

- wbić sondę w badane drewno na pełną głębokość tak, żeby pomiar odbywał się

pod kątem prostym w stosunku do przebiegu włókien

- pomiar odczytać w czasie 2 – 3 s od chwili jego wyświetlania na ekranie

- wprowadzić korektę wynikającą z temperatury

- wyniki zestawić zgodnie ze wzorem

$\overset{\overline{}}{W} = \frac{1}{\text{k\ }}\sum_{i = 1}^{k}W_{i}$ (dokładność do 1% z zaokrągleniem w górę)

Gdzie:

k- liczba miejsc pomiarowych

Określenie stanu wilgotności tarcicy:

- tarcica mokra – powyżej 30%

- tarcica podsuszona – od 20 do 30%

- tarcica powietrzno-sucha – od 15 do 19%

- tarcica sucha – od 8 do 14%

Długość deski : 903mm

Szerokość deski : 121,75mm (miejsce pomiaru numer I)

121,72mm (miejsce pomiaru numer II)

123,09mm (miejsce pomiaru numer III)

Grubości deski : 33,26mm (miejsce pomiaru numer I)

32,86mm (miejsce pomiaru numer II)

32,94mm (miejsce pomiaru numer III)

Miejsce pomiaru (i)	Odczyt z miernika	Wilgotność rzeczywista Wi %
	Wilgotność bezwzględna
	Nr pomiaru
	1	2
I	15,2	14,8
	14,5	13,6
II	15,3	14,8
	13,8	13,2
III	15,1	15,2
	13,9	13,7
14%

temperatura otoczenia 25° C
gatunek drewna – sosna

Obliczona wilgotność – 14% - tarcica sucha

Oznaczenie twardości statycznej drewna.

Oznaczenie twardości przeprowadziliśmy wg PN-90/D-04109. Metoda ta polega na wciskaniu w drewno (przekrój poprzeczny) kulki stalowej o średnicy na głębokość jej promienia ( czyli 5,642) i dającej wcisk, którego rzut ma powierzchnię 1 cm². Siła obciążająca powodująca zagłębienie się kulki w drewno jest miarą twardości H_J wyrażonej w N. Próbka o wymiarach 50x50x50 mm była wykonana w ten sposób, że włókna drzewne przebiegały równolegle do jej krawędzi podłużnych. Próbka nie powinna mieć wad drewna.

Wykonanie oznaczenia

- przygotowaną próbkę drewna umieścić pomiędzy płytkami oporowymi maszyny

wytrzymałościowej i ustawić na niej kulkę w miejscu przecięcia przekątnych

powierzchni próbki

- próbkę obciążyć ze stałą prędkością tak dobraną, aby uzyskać żądaną

głębokość wgniotu w ciągu 1 ÷ 2 min.,

- badanie należy przerwać po zagłębieniu się kulki na głębokość równą jej

promieniowi.

- zanotować wskazanie siłomierza z dokładnością do 1 % ( sosna 3,8 kN , dąb

6,8 kN),

- wilgotność próbki należy oznaczać bezpośrednio po badaniu twardości na

części próbki z wgniotem o masie ok. 10g.

Twardość statyczna próbki o wilgotności W oblicza się z dokładnością do 1 N, wg wzoru

H_w= P 

P – siła obciążająca przy wgniataniu kulki na głębokość 5,64 mm Przeliczenie twardości próbki o wilgotności W % do wilgotności 12 % wykonuje się wg wzoru.

P _sosny = 3,8 kN P _dębu = 6,8 kN

H₁₂ = H_W[1 + A(W−12)]

W- wilgotność próbki w chwili badania Α – 0,03 – współczynnik przeliczeniowy

H_12 sosny = 3, 8 kN[1+0,03(14−12)] = 4, 028 kN

H_12 debu = 6, 8 kN[1+0,03(14−12)] = 7, 208 kN

Oznaczenie wytrzymałości na ściskanie wzdłuż włókien.

Oznaczenie przeprowadza się wg PN-79/D-04102 na próbkach o wymiarach 20×20×30 mm (ostatni wymiar wzdłuż włókien). Pomiar badanego przekroju próbki wykonać bezpośrednio przed oznaczeniem w połowie długości próbki, w kierunku promieniowym (a) i stycznym (b), z dokładnością do 0,01mm.

Wykonanie oznaczenia

- próbkę umieścić na środku płyty przegubowej maszyny wytrzymałościowej w

ten sposób, aby kierunek działania siły ściskającej był równoległy do jej podłużnej

osi

- próbkę obciążać równomiernie ze stałą prędkością tak dobraną, aby

zniszczenie nastąpiło w czasie 90- 30 sekund od chwili rozpoczęcia obciążenia.

- odczytać siłę potrzebną do zniszczenia próbki z dokładnością 1 % siły

niszczącej. (21,2 kN)

Wytrzymałość na ściskanie wzdłuż włókien próbki o wilgotności W, w chwili badania ( R _cW) obliczymy z dokładnością do 0,5 MPa, wg wzoru.

R_cW= $\frac{\mathbf{P}_{\mathbf{\max}}}{\mathbf{a}\mathbf{\bullet}\mathbf{b}}$

W którym:

P _max – siła zużyta do zniszczenia próbki, N ( 21,2 kN)

a – wymiar próbki w kierunku promieniowym, mm ( 19,57 mm)

b – wymiar próbki w kierunku stycznym, mm ( 19,22 mm)

R_cW=$\frac{21,2\ kN}{19,57mm\ \bullet 19,22mm}$

R_cW=$\frac{21200\ N}{0,001957m\ \bullet 0,001922m}$

R_cW=5636268216, 18   $\frac{N}{m^{2}}$

$1_{\ }\frac{N}{m^{2}}$ = 1 Pa 

R_cW= 5636268216, 18 Pa 

R_cW= 56, 36268216 MPa 

R_cW= 56, 5 MPa 

Średnia wytrzymałość na ściskanie wzdłuż włókien próbek laboratoryjnych wykonanych z jednej próbki pierwotnej obliczana jest jako średnia arytmetyczna ( w ćwiczeniach z trzech próbek ) wytrzymałość poszczególnych próbek laboratoryjnych, wynik obliczeń zaokrągla się do 0,5 MPa.

Otrzymane wyniki można porównać z poniższą tabelą

Gatunek drewna	Gęstość objętościowa kg/m^3	Twardość statyczna N	Wytrzymałość, MPa
			na ściskanie wzdłuż włókien
Dąb Jesion Buk Sosna Świerk jodła	710 750 730 550 470 520	6700 7600 7800 3000 2900 3100	53 47 53 44 43 40

Przeciętne właściwości techniczne różnych gatunków drewna przy wilgotności 12 %