Gatunki drzew stosowane na elementy konstrukcyjne:

- Drewno sosnowe – w przekroju drzewa widoczne są wyraźne słoje roczne. Biel sosny ma odcień bieli i barwę szarożółtą do żółtoczerwonej. Jest dość miękkie i łatwe w obróbce oraz posiada dużą wytrzymałość i sprężystość.

- Drewno świerkowe – ma barwę słomkową do czerwonobiałej. Mniej wyraźne słoje. Duża ilość sęków. Jest gorsze w obróbce niż sosna.

- Drewno jodłowe – ma barwę żółtobiałą aż do odcieni czerwieni. Posiada szeroko biel. Duża ilość sęków. Mała zawartość żywicy. Jest miękkie i wytrzymałe.

- Drewno z modrzewia – dużo żywicy, twarde, trudno zapalne, ciężkie w obróbce

Zasady klasyfikacji wizualnej drewna:

Stosuje się czterostopniową klasyfikację jakości: od I do IV. Dana klasa oznacza przede wszystkim przydatność drewna do konkretnego zastosowania (na konstrukcje, na elementy wykończeniowe, na palety). Nie określa natomiast wartości konstrukcyjnej drewna. W budownictwie używa się najczęściej klas I, II i III. Klasy nie określają jakości wykonania elementów ani ich właściwości technicznych, charakteryzują tylko ich wygląd, jednolitość barwy oraz usłojenie:

• I klasa - bez sęków; jednolita barwa; równomierne, prostoliniowe usłojenie;

• II klasa - nieliczne i niewielkie sęki (średnicy do 6 mm); nieznaczne różnice barwy; słoje lekko zakrzywione, pofalowane;

• III-IV klasa - dopuszczalne sęki o średnicy większej niż 6 mm; barwa i usłojenie elementów mogą się wyraźnie różnić.

Klasy wytrzymałości

Przyznaje się klasy wytrzymałości – C40, C35, C30 i C24. Cyfra oznacza wytrzymałość na zginanie drewna o wilgotności 12%. Im jest ona wyższa, tym drewno jest bardziej wytrzymałe.

W budownictwie jednorodzinnym stosuje się zwykle drewno klasy C30 i C35, ponieważ klasy C40 jest zbyt drogie, a klasy C24 zbyt słabe i nadaje się jedynie na drugorzędne elementy, których uszkodzenie nie spowoduje zniszczenia konstrukcji nośnej.

Klasy użytkowania konstrukcji

klasa 1. charakteryzująca się zawartością wilgoci w materiale odpowiada­jącą 20°C i wilgotności względnej otaczającego powietrza przekraczającej 65% tylko kilka tygodni w roku; w klasie tej przeciętna zawartość wilgoci w większości gatunków drewna iglastego nie przekracza 12%,

klasa 2. charakteryzuje się zawartością wilgoci w materiale odpowiadającą 20°C i wilgotności względnej otaczającego powietrza przekraczającej 85% tylko przez kilka tygodni w roku; w klasie tej przeciętna zawartość wilgoci w większości gatunków drewna iglastego nie przekracza 20%,

Budynki mało- i średniokubaturowe z drewna i materiałów drewnopochodnych

klasa 3. użytkowania odpowiada warunkom powodującym wilgotność drewna wyższą niż w klasie 2. użytkowania; klasa ta dotyczy tylko wyjątkowych przypadków konstrukcji.

Jeżeli kombinacja obciążeń zawiera oddziaływania należące do różnych klas trwania obciążenia, wartość k_mod należy przyjmować odpowiednio do oddziały­wania w najkrótszym czasie trwania; np. dla kombinacji obciążeń stałego i krót­kotrwałego przyjmuje się wartość k_mod jak dla obciążenia krótkotrwałego.

Materiały oparte na bazie drewna stosowane na elementy konstrukcyjne:

LVL, czyli skrót z ang. Lamina-ted Veneer Lumber, to rodzaj drewna konstrukcyjnego klejonego, złożonego z warstw arkuszy forniru, łączonych równolegle. Przypomina więc raczej technologię produkcji sklejek niż tradycyjnego drewna klejonego. Jako materiał odporny na działanie obciążeń stałych LVL znajduje szczególne zastosowanie przy produkcji elementów konstrukcyjnych poddawanych obciążeniom, takich jak elementy nośne, legary podłóg, nadproża, konstrukcje dachowe, elementy stolarki otworowej oraz części ścian konstrukcyjnych i działowych.

LSL. Są to klejone ze sobą formatki z płyt przypominających OSB.Formatki te wykonane są ze sprasowanych wiórów zorientowanych w jednym kierunku. Na belki LSL najlepiej nadają się wióry osiki, jednego z najszybciej rosnących drzew lub innego drewna gwarantującego otrzymanie odpowiedniej wielkości wiórów, z tym że nieco większych od tych, z jakich produkuje się płytę OSB. Powstałe po sprasowaniu wiórów belki są cięte na warstwy przypomi­nające wielkością tradycyjną tarcicę, a następnie sklejane na kształt belek drewnianych. Pierwszym, i przez lata jedynym producentem LSL na świecie, był amerykański koncern Trus Joist MacMillan. Ze względu na zastosowanie produkcję belek LSL można podzielić na dwie grupy: pierwszą stanowi grupa belek wykorzystywana na niedługie nadproża, drugą – stosowana na słupki ścian. LSL doczekał się różnych wariacji i odmian w postaci np. OSL, czy ESL. OSL, tak jak LSL, produkowany jest z wiórów na wzór płyt OSB, a wióry zorientowane są w jednym kierunku. Różnica między LSL i OSL wynika jednak z wymiarów wióra, w tym drugim przypadku są one nieco krótsze. Oba tworzywa można stosować np. w konstrukcjach budynków, a ich zaletą jest to, że można je produkować z taniej osiki, czy topoli, które nie znajdują zastosowania w budownictwie w formie tradycyjnej tarcicy. ESL to kolejna odmiana LSL, jest jednak zupełnie nowym produktem na rynku, wytwarzanym przez australijską firmę Signor, i różni się od swoich poprzedniczek tym, że produkowany jest wyłącznie z eukaliptusa i ma dłuższe wióry.

PSL - Weyerhaeuser w swoich fabrykach w Stanach Zjednoczonych i Kanadzie produkuje natomiast drewno konstrukcyjne, będące czymś pomiędzy LVL i LSL. To PSL, znane także pod nazwą Parallam. Jest ono zbudowane z po­łączonych ze sobą spoiną klejową długich i bardzo wąskich pasków forniru, które ostatecznie tworzą belki o długości od 60 cm do nawet 2,4 m. Prócz bu­downictwa znajdują one zastosowanie również w meblarstwie ze względu na swój ciekawy wygląd. Póki co Weyerhaeuser jest jedynym dostawcą drewna produkowanego w tej technologii na rynku światowym. LSL doczekał się różnych wariacji i odmian w postaci np. OSL, czy ESL. OSL, tak jak LSL, produkowany jest z wiórów na wzór płyt OSB, a wióry zorientowane są w jednym kierunku. Różnica między LSL i OSL wynika jednak z wymiarów wióra, w tym drugim przypadku są one nieco krótsze. Oba tworzywa można stosować np. w konstrukcjach budynków, a ich zaletą jest to, że można je produkować z taniej osiki, czy topoli, które nie znajdują zastosowania w budownictwie w formie tradycyjnej tarcicy. ESL to kolejna odmiana LSL, jest jednak zupełnie nowym produktem na rynku, wytwarzanym przez australijską firmę Signor, i różni się od swoich poprzedniczek tym, że produkowany jest wyłącznie z eukaliptusa i ma dłuższe wióry.

Drewno Klejone (klejonka) - Jest stosowane jako materiał konstrukcyjny pozwalający na wykonywanie przekryć o dużej rozpiętości, nawet ponad 100 m (wiązar) oraz stosowany wtedy gdy konieczna jest wysoka jednorodność materiału (np. stolarka okienna). Drewno klejone powstaje poprzez sklejenie ze sobą warstw drewna o grubości zwykle od 5 do 50 mm. Grubość tych warstw zależy od przeznaczenia i od koniecznego promienia wygięcia elementu końcowego. Drewno klejone jest często w trakcie klejenia formowane w krzywizny, jakich nie można osiągnąć z drewna litego. Poszczególne warstwy tworzą połączone wzdłużnie na złącze palczaste deski, z których usunięto części mające wady - pęknięcia, chore sęki itd.

Fornir - Jest to cienki płat drewna o grubości od 0,4 mm do 3 mm. Najcieńsze forniry - okleiny (od 0,4 mm do 1 mm) są używane do wykańczania, w celu nadania ładniejszego, szlachetniejszego wyglądu drewna i zazwyczaj są lepsze gatunkowo od obłogów. Obłogi - grubszy rodzaj forniru (od 1 mm do 3 mm), służą jako elementy do produkcji sklejki oraz jako okleina pod malowanie klejące. Forniry otrzymywane są przez skrawanie obwodowe, mimośrodowe lub płaskie większych kawałków drewna. Wybór techniki skrawania ma wpływ na rysunek, w jaki układają się słoje.

Sklejka - To płyty sklejane z nieparzystej liczby fornirów, w których włókna w przyległych warstwach przebiegają pod kątem prostym. Jest ona najstarszym z tworzyw drzewnych, produkowana w bardzo wielu odmianach.

Płyta stolarska - To płyta złożona z warstwy środkowej, oklejona obustronnie jedną lub dwiema warstwami obłogu lub arkuszami płyt pilśniowych. Płyty stolarskie wykonane z warstwami zewnętrznymi wykonanymi z drewna zaliczają się do sklejki. W zależności od budowy warstwy środkowej płyt stolarskich, dzieli się je na: pełne i komórkowe (pustakowe)

OSB (ang. Oriented Strand Board) - drewnopochodna, trójwarstwowa płyta wykorzystywana głównie w budownictwie.

Płyty OSB produkowane są jako płyty jedno- lub wielowarstwowe. Płyty jednowarstwowe znajdują zastosowanie jako warstwy środkowe sklejki. Płyty wielowarstwowe (najczęściej 3-warstwowe) zbudowane są w następujący sposób: Wszystkie warstwy składają się z długich, wysmukłych wiórów (najczęściej sosnowych) pozyskanych poprzez skrawanie małowymiarowego drewna okrągłego (kłody o długości z reguły 2,2m). Skrawanie odbywa się wzdłuż przebiegu włókien, w kierunku stycznym. Warstwy zewnętrzne składają się z orientowanych w kierunku tzw. większej osi płyty (równolegle do przebiegu linii produkcyjnej). Co najmniej 70% wiórów musi być zorientowanych w tym kierunku, inaczej płyty nie możemy nazwać orientowaną. Wióry warstwy wewnętrznej zorientowane są najczęściej w kierunku prostopadłym w stosunku do wiórów warstwy zewnętrznej. Ze względu na pożądane właściwości płyt OSB do ich zaklejania używa się różnych żywic syntetycznych, takich jak UF, MUF, PMUF oraz PMDI. Płyty OSB podlegają następującemu podziałowi:

Budynek w technologii szkieletu stalowego z pokryciem ścian z płyty OSB

- OSB/1: Płyty ogólnego zastosowania, przeznaczone do użytkowania w warunkach suchych

- OSB/2: Płyty nośne, warunki suche

- OSB/3: Płyty nośne, warunki wilgotne 2600/1200

- OSB/4: Płyty o podwyższonej zdolności przenoszenia obciążeń, warunki wilgotne

Płyty OSB/1 i /2 zaklejane są żywicami UF, ze względu na to, iż żywica UF nie jest odporna na wodę, lecz jest tania i łatwa w stosowaniu. Natomiast płyty OSB/3 i /4 zaklejane są w sposób bardziej skomplikowany: warstwa środkowa płyty zaklejona jest klejem PMDI, natomiast warstwy zewnętrzne zaklejone są żywicą PMUF. Płyty te różnią się stopniem zaklejenia wiórów - OSB/4 ma stopień zaklejenia większy niż /3.

Produkcja OSB

Otrzymany w ten sposób wyrób odznacza się doskonałymi właściwościami wytrzymałościowymi wzdłuż większej osi płyty (zwłaszcza na zginanie statyczne).

Płyta OSB jest powszechnie wykorzystywana jako zamiennik sklejki i desek w technologii lekkiego szkieletu drewnianego oraz jako poszycia ścian, podłóg i dachów. Wykonuje się też elementy kompozytowe, zastępujących belki drewniane. Element taki ma postać dwuteownika, którego środnik jest z płyty OSB, a główki z drewna klejonego.

Obecnie w Polsce produkuje się płyty OSB/2, OSB/3 oraz OSB/4.

LIGNOFOL - Czyli zagęszczone drewno warstwowe jest tworzywem otrzymywanym w procesie klejenia na gorąco, klejami wodoodpornymi, pod ciśnieniem 5-20 MPa, arkuszy lub skrawków forniru o grubości poniżej 1 mm.

Scrimber (Tim-Tek) - Wytwarza się z małowymiarowego drewna okrągłego, które jest stopniowo miażdżone i rozdzierane na wzdłużne pasma poprzez przepuszczanie między poprzecznie rowkowane walce. Uzyskanie pasma są suszone, zaklejane i prasowane, dając belki o różnej długości i grubości.

Płyty wiórowe - Materiał konstrukcyjny dla przemysłu meblarskiego i budownictwa wytworzony ze specjalnie przygotowanych wiórów drzewnych, sprasowanych z dodatkiem żywic przy użyciu ciśnienia i temperatury w płyty o różnych wymiarach, grubościach, ciężarze objętościowym i parametrach wytrzymałościowych. Występują w zależności od zapotrzebowania jako jedno- i wielowarstwowe (laminat), o podwyższonej wodo-, grzybo- i ognioodporności oraz powierzchniach porowatych lub gładkich, zagęszczonych pyłem drzewnym. Wióry do produkcji wytwarzane są ze zdrowego drewna drobnowymiarowego, odpadowego, nie nadającego się do przerobu na lite deski. Pochodne płyty wiórowej to: płyty paździerzowe, płyty lniane i konopne, płyty ze zdrewniałych cząstek innych roślin jednorocznych (łodygi bawełny, łuski ryżu), odpadów trzciny cukrowej – bagassy itp. Wykorzystywane są w przerobie jako surowe, laminowane, obłogowane pod lakier lub fornirowane.

Płyty cementowo-wiórowe - Wytwarzane są z długich wiórów łączonych cementem hydraulicznym . Jako cement może być użyty zwykły cement portlandzki lub cement zawierający magnez (np. magnezyt). Zamiast wiórów w płycie cementowej może znajdować się wełna drzewna bądź zrębki drzewne.

Sortyment tarcicy

Właściwości mechaniczne drewna

Wytrzymałość drewna

- na ściskanie – zależy od wielu czynników takich jak: ciężar objętościowy, wilgotność, stosunek zawartości drewna wczesnego do drewna późnego w słojach rocznych, liczba, stan i usytuowanie sęków, kierunek włókien i temperatura. Wytrzymałość drewna na ściskanie przeprowadza się na próbkach prostopadłościennych o wymiarach 20x20x30 mm (wymiar 30 mm mierzony wzdłuż włókien)

- na rozciąganie- drewno ma bardzo dużą wytrzymałość na rozciąganie wzdłuż włókien. O wytrzymałości decyduje przede wszystkim usytuowanie i rodzaj sęków oraz ukośny przebieg włókien. Pole netto najmniejszego przekroju konstrukcyjnego powinno być większe niż 45 cm^2, a najmniejszy wymiar osłabionego przekroju większy niż 3 cm. Wytrzymałość na rozciąganie w poprzek włókien jest bardzo mała i wynosi około 2 – 7%.

- na zginanie – w elementach zginanych najważniejszą rolę odgrywają naprężenia normalne. Zniszczenie belki zginanej następuje zazwyczaj w strefie rozciąganej, ponieważ gdy w strefie ściskanej występują zbyt duże siły ściskające, oś obojętna przesuwa się w stronę naprężeń rozciągających.

- na ścinanie – ścinanie ma miejsce gdy na element działają równoległe, przeciwnie skierowane siły, dążące do wzajemnego przesunięcia obciążonych części.

Moduł sprężystości

Moduł Younga (E) – inaczej moduł odkształcalności liniowej albo moduł sprężystości podłużnej (w układzie jednostek SI) – wielkość określająca sprężystość materiału. Wyraża ona, charakterystyczną dla danego materiału, zależność względnego odkształcenia liniowego ε materiału od naprężenia σ, jakie w nim występuje w zakresie odkształceń sprężystych.

Jednostką modułu Younga jest paskal, czyli N/m².

Moduł odkształcalności

Moduł Kirchhoffa (G) (inaczej moduł odkształcalności postaciowej albo moduł sprężystości poprzecznej) - współczynnik uzależniający odkształcenie postaciowe materiału od naprężenia, jakie w nim występuje. Jednostką modułu Kirchhoffa jest paskal. Jest to wielkość określająca sprężystość materiału.

gdzie - naprężenia ścinające, - odkształcenie postaciowe

Właściwości fizyczne drewna:

Barwa drewna

Zależy w głównej mierze od warunków klimatycznych, w których wzrastało drzewo. W ramach tego samego gatunku może występować duże zróżnicowanie odcieni. Barwa drewna ulega zmianie pod działaniem wilgoci i światła. Zmiana barwy może być również spowodowana działaniem grzybów (sinica). Barwę drewna można zmienić, stosując odpowiednie zabiegi technologiczne np. impregnację, malowanie, lakierowanie, naparzanie itp.

Pęcznienie

Jest to proces polegający na zwiększeniu wymiarów liniowych i objętości drewna przy wchłanianiu pary wodnej lub wody z otoczenia i wnikaniu jej w pory błony komórkowej.

Kurczenie

Jest to odwrotność pęcznienia. Drewno oddaje wodę w skutych wysychania i tym samym zmniejsza swoje wymiary

Gęstość drewna

Jest to skalarna wielkość fizyczna, określająca masę przypadającą na jednostkę objętości drewna w stanie określonej wilgotności (zazwyczaj 15%). Gdy wzrasta gęstość to wzrasta wytrzymałość.

Izolacyjność cieplna

Jest to zdolność do przeciwdziałania przewodzeniu ciepła . Przewodność ciepła charakteryzuje współczynnik przewodzenia ciepła λ [W/(m*K). Współczynnik ten zależy od rodzaju drewna i jego wilgotności.

Higroskopijność

To skłonność materiału do wchłaniania wilgoci z powietrza. Drewno zawsze wchłania wilgoć lub oddaje ją do pomieszczenia tak długo, aż osiągnie stan równowagi pomiędzy własną wilgotnością a wilgotnością otoczenia. Drewno stosowane w miejscach o dużej wilgotności powinno być zabezpieczone przed jej wchłanianiem.

Wilgotność drewna

Dopuszczalna wilgotność drewna iglastego, stosowanego na elementy konstrukcyjne, zależna jest od warunków eksploatacji i od przyjętej technologii wytwarzania. Wilgotność ta nie powinna przekraczać:

• 18% - w konstrukcjach chronionych przed zawilgoceniem,

• 23% - w konstrukcjach znajdujących się na wolnym powietrzu,

• 15% - w konstrukcjach klejonych zgodnie z wymaganiami technologii klejenia.

Wilgotność względna do 65%przy temp. 20°C.