Drewno i materiały drewnoodporne
dodano: 15-03-2002
Drewno i materiały drewnoodporne
Stosuje się na konstrukcje ścienne, więźby dachowej, podłogi, otwory drzwiowe i okienne oraz do wykończenia wewnętrznego budynku. Duże ilości do deskowań i rusztowań budowlanych, na podkłady kolejowe. Płyty wiórowe, płyty pilśniowe i wyroby z drewna.
Właściwości techniczne drewna Skład chemiczny - z węgla C - 50% , tlenu 43,8 % wodoru H2 6% azotu 0,2%. W zależności od rodzaju drewna udział procentowy składników zmienia się nieznacznie. Związki tlenu i wodoru tworzą celulozę i leguminę. Procentowy udział tych związków jest zmienny w zależności od rodzaju drewna i klimatu. Drewno zawiera wodę, cukier, białko, barwniki olejki eteryczne, substancję nienaturalne tworzące po spalaniu popiół.
Właściwości fizyczne. Rysunek drewna jest widoczny w postaci smugi , plam i lini. W drewnie wyróżnia się wody: wypełniające wewnątrz komórki drewna, wody przesączają ścianki oraz wody związana chemicznie .Po ścięciu drzewa z biegiem czasu drewno traci wilgoć co wpływa na zmiany właściwości techniczne. Woda zamarza w drewnie wyparowywuje przez poprzeczny przekrój drewna. Po ścięciu ma wilgotność > 35%. W stanie powietrzno suchym od 15 - 20% a przechowywane w pomieszczeniu suchym 8 - 13%. Przy wilgotności bliskiej 0% drewno jest kruche, pęka i nie nadaje się do celów budowlanych. Wilgotność początkowa jest przyczyną późniejszych uszkodzeń. Z tego względu we wszystkich warunkach są odpowiednie wymagania dotyczące wilgotności. Przy wilgotności 15% wytrzymałość się podaje. Wilgotność drewna przeznaczonego na stolarkę może się wahać od 12 - 18%. Hidoskopijność i nasiąkliwość - objawia się że w pomieszczeniu wilgotnym łatwo wilgotnieje a w miarę zwiększenia wilgotności łatwo wyparowuje. Drewno zanurzone w wodzie wchłania wodę do pełnego nasycenia. Nasiąkliwość drewna uzależniona jest od rodzaju i gęstości drewna.
Skurcz i pęcznienie. Mokre drewno podczas suszenia kurczy się albo zmienia swoją objętość. Zjawisko to można zauważyć przy suszeniu drewna o wilgotności < 25%. Wielkość skurczu wzdłuż włókien około 0,1% a w kierunku prostopadłym do włókien 3 - 6%. Gęstość drewna wynosi 1,52 - 1,56 g/cm3. Gęstość pozorna zależna jest od rodzaju drewna i waha się od 470 - 830 kg/m3.Przewodność cieplna
Jest zależna od gęstości pozornej i wilgotności. Drewno cięższe i wilgotniejsze jest lepszym przewodnikiem ciepła niż drewno lżejsze i suche . Dla sosny l= 0,14 - 0,16 dla dębu l = 0,2 - 0,22.
Właściwości mechaniczne
Maja wpływ na gatunek i rodzaj drewna , wilgotność oraz suchość drewna. Drewno o niejednorodnej budowie wykazuje znaczne wahania wytrzymałości w zależności od kierunku działania siły. Największą wytrzymałość na ściskanie wykazuje przy sile działającej wzdłuż włókien a najmniejsze w kierunku promienia przekroju od 43 - 66 MPa. Wytrzymałość na rozciąganie. Największa wytrzymałość drewna przy sile działającej wzdłuż włókien, przy sile działającej prostopadle do włókien wytrzymałość jest mniejsza . Jest blisko dwukrotnie większa od wytrzymałości na ściskanie i waha się 84 - 135 Mpa. Wytrzymałość na zginanie Jest około dwa razy większa od wytrzymałości na ściskanie i wynosi 60 -105 Mpa.Twardość drewna
Rozumie się opór, jaki stawia drewno przy wciskaniu obcego ciała. Określa się wg metody Janki. Polega na wciskaniu w drewno kulki stalowej o przekroju 1 cm2. Wartość siły potrzebnej do zagłębienia kulki do głębokości równej promieniowi. Kulka jest miarą wartości. Twardość drewna wzrasta ze wzrostem gp i maleje ze wzrostem wilgotności. Twardość od 2900 - 8900 N.Rodzaje drewna używanego w budownictwie Sosna-Drewno sosnowe jest miękkie i łatwe w obróbce, sprężyste o znacznej wytrzymałości. Jest stosunkowo trwałym drewnem odpornym na działanie wilgoci dzięki znacznej zawartości żywicy. Farby i lakiery są przyjmowane dobrze z wyjątkiem miejsc żywicznych. Świerk Największe właściwości techniczne ma drewno ścięte w wieku 80 - 100 lat. Miękkie, sprężyste, kruchliwe na obrobionych powierzchniach często występują ślady żywicy. Nadaje się do malowania i licowania lecz nie polerowania. Trwały materiał, w miejscach suchych przewiewnych lub gdy znajduje się stale pod wodą Jodła Optymalny wiek ścięcia 100 lat, miękkie, łupliwe nadaje się do malowania ale ma dużo twardych sęków wypadających z desek. ModrzewWiek ścięcia modrzewia 100 - 120 lat. Doskonały materiał budowlany. Dąb Wiek cięcia 180 lat . Jest twarde, odporne na ścieranie i dużą wytrzymałość. Nadaje się do malowania i bejcowania. Grab Ciężkie, bardzo twarde, jest trudne w obróbce mechanicznej zdolność do pękania, nadaje się do malowania i bejcowania. Szczególnie przydatne na sworznie i elementy konstrukcji drewnianych. Jesion Wytrzymałe, elastyczne, podatne na obróbkę mechaniczną. Ze względu na łatwy rysunek jest stosowane na boazerię ścienną. Buk Pospolity, wrażliwy na korozję, cięcie 110 lat, barwa jasna zielonkawo - żółtawa. Twarde, podatne obróbce mechanicznej, nadaje się do malowania , trwałe w miejscach suchych lub stale będących pod wodą . Jest nie trwał w miejscach narażonych na wilgoć, łatwo ulega zniszczeniu przez grzyby i owady. Łatwo poddaje się odkształceniom pod wpływem pary wodnej.
Trwałoś drewna znajdującego się pod wodą i na powierzchni jest zależna od rodzaju drewna , rodzaju zawierania żywicy , garb, buki są twardsze. Dla danego rodzaju drewna trwałość jest tym większa im drewno ma większą gęstość pozorną . Może być zwiększona przez odpowiednią konserwację . Polega to na przeprowadzeniu zabiegów o charakterze chemiczny , fizycznym, biologicznym których celem jest zapobieganie obniżenia się jakości i twardości drewna. Wiele metod konserwacji drewna została zawarta w normie PN-65/D-01006.
Podstawowym sposobem zabezpieczania drewna przed zniszczeniem jest należyte wysuszenie . Suszenie naturalne w zależy od rodzaju drewna , wymiaru, przeznaczenia drewna trwa i od 1 - 8 lat a sztucznie od kilku do kilkunastu dni. Często stosowanym sposobem jest wytwarzanie na jego powierzchni powłok które chroni drewno wyłącznie mechanicznie. Mogą być wytworzone przez :zwęglenie powierzchni drewna ( opalenie ).pokrycie warstwy smołą, asfaltem , zaczynu cementowego. Malowanie różnymi lakierami i farbami . Sposoby te stosuje się tam gdzie istnieje mała możliwość opanowania przez grzyb i mechanicznych uszkodzeń. Nasycenie i impregnacja drewna środkami ma na celu trwalsze zabezpieczenie przed gniciem i działaniem grzybów
Jako środki antyseptyczne stosuje się :chlorek cynku ZnCl2siarczan miedzi CuSO4fluorek sodu NaF,Fluorokrzemian ZnSiF6 Dwuchromian sodu Na2CrO7,Dwuchromian potasu K2CrO7 Karbolinem, Olej, Olej łupkowy,Fenolen
Przeciwogniowe zabezpieczenie drewna i materiałów drewnopodobnych. Główną przyczyna palenia drewna i materiałów drewnopodobnych jest wydzielanie się gazów pod wpływem nagrzania. Mogą się zapalać od płomienia zewnętrznego lub samorzutnie . Techniczny rozkład drewna zaczyna się przy 105C a długotrwałe działanie tej temp. powoduje zwęglenie się drewna i wydzielenia gazów palnych jak wodór, metan, etan. Podwyższona temp. zwiększa intensywność rozkładu drewna oraz wydziela się więcej gazów palnych. W temp. 110 - 115C drewno żółknie a w temp. 150 - 200C brązowieje zwęgla się ,przy czym do 270C proces rozkładu drewna przebiega z pochłanianiem z zewnątrz ciepła. Z chwilą osiągnięcia punktu zapalenia drewno przestaje pobierać ciepło i zaczyna go wydzielać. Dla większości gatunków drewna temp. zapalenia wynosi 250 - 300C. Temp. samozapalenia ( punkt zapalenia) bez dostępu płomienia waha się od 330 - 470 C. W warunkach zwykłych pożar drewna powstaje w temp. 800C od źródła ognia. Sposoby obniżania zapalności drewna.Palność drewna jest zależna od gęstości , wilgotności , warunków ogniowych, wymiarów i kształtu, kierunku ustawienia elementu względem ustalonego płomienia od ruchu powietrza. Okrągłe lub prostokątne elementy o dużych przekrojach poprzecznych palą się gorzej niż elementy o drobnych przekrojach z ostrymi krawędziami. Zabezpieczenie drewna przed zapaleniem:środków konstrukcyjnych
tynków i okładzinśrodków chemicznych
Stosowanie śr. konstrukcyjnych wprowadza się przez odsunięcie środków konstrukcji drewnianych od urządzeń i przyrządów grzejnych. Tynki i wykładziny. Tynki w zaprawie gipsowej i cementowej zwiększają znacznie odporność drewna tym więcej im grubsza jest warstwa tynku. .Ogniochronne środki chemiczne
Są stosowane w postaci farb i lakierów oraz roztworów preparatów solnych. Farby i lakiery ogniochronne pod wpływem ciepła wytwarzają na powierzchni zapalonego drewna okruchopalne warstwy węgla drzewnego lub stałej piany. Preparaty solne (związki kwaśne lub alkaiczne) stosuje się do impregnacji drewna różnymi metodami. Za najbardziej skuteczne uważa się preparaty zawierające fosforany, bromki , siarczany i węglan potasowy. Dla warunków normalnych można przyjąć że dany środek chemiczny działa zadowalająco jeśli powstrzymamy rozprzestrzenianie się ognia co najmniej 30 min.. Przy dobrych środkach chemicznych czas ten może być większy.
Wykaz środków ogniotrwałych
Są produkowane preparaty kombinowane zawierające różne środki chemiczne które zabezpieczają drewno przed działaniem grzybów, owadów, ognia i środków hydrofobizujących przed działaniem wody.
Materiały drzewne nomenklatura i klasyfikacja
Ogólny podział drewna użytkowego zależnie od wymiarów , grubości i części drewna z których produkuje się asortymenty drewna dzieli się na :grubizna drewna o średnicy 7cm i więcej, dłużyce części o dł. 9m. oraz gr. > 14 cm, kłoda dł. 2,5 - 8 , 9 m. dla drewna iglastego, 2,5 do 5,9 dla drewna liściastego ,wyrzynek drewna o dł. < 2,5 ,żerdź drewno o średnicy 7 - 14 cm w odległości 1 m. od dłuższego końca, szczapy drewno łupane o dł. 1m. i śr. 13cm i więcej ,wałki wyrzynki o dł. 0,5 do 2 m. i średnicy 7 cm.
Drewno okrągłe użytkowane w stanie ciągłym ( kopalniaki, stemple, słupy energetyczne i słupki ogrodzeniowe)dla obróbki mechanicznej (tarcice, sklejki, okleiny) na ścier ( masa celulozowa, płyty pilśniowe i wiórowe)do suchej destylacji materiały tarte ( tarcica) jest produktem przetarcia drewna wzdłuż jej osi podłużnej. Dzieli się na grupy a grupy na asortymenty; tarcica obrzymana (deseczki, bale) tarcica nieobrzymana jest uzyskiwana przez jednostki przetarcia.
Otrzymana przez dwukrotne lub jednokrotne przetarcie równoległe. Podział materiałów opiewa się na różnych kwalifikacjach.
Materiały podłogowe Płyty wiórowe produkowane z wiórów drzewnych lub z cząstek drewna otrzymanych w inny sposób otoczonych klejem a następnie sprasowane w podwyższonej temp.
Dzielimy w zależności od: sposobu formowania-płaskoprasowane
Wytłaczane od ilości warstw i struktury poprzecznej, jednowarstwowe
trzywarstwowe, frakcjonowane-od stopnia wypełnienia pełne, pustakowe
Płyty wiórowe mogą mieć powierzchnie naturalną, formową, lakierowaną, laminowaną. W płytach płasko prasowanych kierunek prasowania jest prostopadły do ich powierzchni a kierunek wiórów równoległy do niej. W płytach wytłaczanych kierunek jest równoległy do płaszczyzny płyty dlatego wióry układają się równolegle. W płytach jednowarstwowych wióry w całym przekroju są podobnie ułożone. Płyty trzywarstwowe to płyty których warstwy zewnętrzne różnią się od warstwy wewnętrznych np. stopniem sprasowania. W płycie frakcjonowanej wielkość wiórów zwiększa się w kierunku od powierzchni do środka płyty. Płyty pustakowe mają w przekroju poprzecznym regularnie rozmieszczone cylindryczne kanały biegnące wzdłuż całej płyty. Stosowane są w meblarstwie, budownictwie na okładziny, lekkie ścianki przestawne, jako materiał wygłuszający ściany i sufity. Drewno ulepszone Istnej lignofol tworzywo drewniane produkowane w postaci płyty lub bloków zestawionych z dużej ilości cienkich fornirów powleczonych klejem i sprasowanych pod wysokim ciśnieniem - klej bakelitowy. Ze względu na kierunek biegu włókien wyróżnia się typy lignoforów, równoległowłóknisty, równoległowłóknisty wzmocniony krzyżowowłóknisty, gwiazdzisto warstwowy. Zależnie od rodzaju kleju , ciśnienia prasowania oraz biegu włókien w warstwach płyty własności lignofolu wahają się w granicach gp 1,05 - 1,45 g/cm3N<10%, Rzg - 45-250 MPa, Rz - 100-260 Mpa, Rśc - 80 - 160 MPa wzdłuż włókien. Odporny na działanie wody i czynników chemicznych i stosowany w żeglarstwie, budowie maszyn i modelarstwie. Lignoston Drewno zagęszczone otrzymamy przez zagęszczenie pod wysokim ciśnieniem i wys. do temp. 50C gp -1,45 g/cm3 twardość 5 razy większa niż dla drewna zwykłego.
Stosuje się do wyrobu części maszyn.