1. Oznaczenie wilgotności bezwzględnej drewna.

Wilgotność bezwzględna jest to procentowa zawartość wody w danym materiale w stanie jego występowania w naturze, w stosunku do jego masy w stanie suchym.

Oznaczenie można wykonać metodą suszarkowo-wagową, metodą elektrometryczną, lub metodą destylacyjną. W praktyce najczęściej stosuje się metodę suszarkowo-wagową. Badanie polega na zważeniu próbki w stanie wilgotnym, wysuszeniu próbki drewna do stałej masy w temperaturze ok.103^oC i zważeniu w stanie wysuszonym.

Do określenia wilgotności pobiera się trzy próbki z danej partii. Każda próbka powinna mieć w zasadzie kształt prostopadłościanu o wymiarach 20x20x25mm. Próbki powinny być przesłane do laboratorium w małych szczelnie zamkniętych naczyniach. Norma PN - 77/D-04100 zaleca oznaczenie wilgotności drewna na próbkach pobranych do innych badań lub wycinanie z nich próbek do oznaczenia wilgotności. Dopuszcza też oznaczenie wilgotności drewna na próbkach innego kształtu i wymiarów, o objętości 10 +-2 cm³.

Wilgotność bezwzględną oblicza się ze wzoru:

W=(m_w - m_s)*100%/m_s

W-wilgotność [%]

m_w- masa próbki przed wysuszeniem [g]

m_s - masa próbki po wysuszeniu [g]

Wilgotność drewna w zależności od celu badań (specjalne , techniczne) oznacza się z dokładnością do 0,1% lub 1%.

Badanie wilgotności można również przeprowadzić za pomocą sądy elektronicznej. Urządzenie posiada miernik wilgotności od 8 - 20%.

Wynik z badania:

Badanie przeprowadzono za pomocą sondy.

Wilgotność badanej próbki drewna była mniejsza niż 7%.

2. Oznaczenie gęstości pozornej drewna oraz materiałów drewnopochodnych.

Gęstość pozorna jest to masa jednostki objętości materiału (w stanie naturalnym) wraz z zawartymi w nim porami. Gęstość pozorną określa się stosunkiem masy próbki materiału do jej objętości z porami według wzoru:

_p= m/V [g/dm³]

gdzie:

m- masa próbki [g]

V - objętość próbki w stanie naturalnym [cm³]

Do wykonania oznaczenia pobiera się sześć próbek. Próbki powinny mieć kształt prostopadłościanu o wymiarach przekroju 20x20 mm i długości 25 mm (wzdłuż włókien). Próbka powinna być gładko obrobiona , wolna od wad drewna. Masę próbki określa się z dokładnością do 0,01g przez ważenie; długości krawędzi mierzy się suwmiarką z dokładnościa do 0,1 mm. Wynik pomiaru określa się jako średnia arytmetyczna z sześciu próbek.

Gęstość pozorną drewna wyznacza się dla następujących warunków:

- w stanie wilgotnym po klimatyzowaniu w temp. 20 +-2^oC i wilgotności powietrza 65+-%,

• w stanie wysuszonym najpierw w temperaturze 55+- 5^oC następnie do stałej masy w

temperaturze 103+-2^oC.

• w stanie maksymalnego spęcznienia, jako stosunek masy drewna wysuszonego do jego

objętości w stane maksymalnego spęcznienia - jest to tzw. Umowna gęstość pozorna.

Objętość próbki oblicza się ze wzoru

V= a*h*b

w którym:

V- objętość próbki [cm³]

a - szerokość próbki [cm]

h - grubość próbki [cm]

b - długość próbki [cm]

Gęstość właściwa substancji drzewnej jest to masa wysuszonej próbki w stosunku do zajmowanej przez nią objętości z wyłączeniem porów i jest ona dla wszystkich gatunków drewna prawie jednakowa i waha się w zakresie 1,46-1,56 g/cm³. Liczba ta jednak żadnego praktycznego zastosowania nie ma.

Materiały drewnopochodne.

Próbki do oznaczenia gęstości pozornej materiałów drewnopochodnych powinny mieć wymiary 100x100x+-0,5 mm i grubości odpowiadającej grubości płyty, przed badaniem należy je klimatyzować (w temp. 20 +-2^oC i wilgotności 65+-3%). Na próbkach nanosi się linie w odległości 25 mm od krawędzi, mierzy w tych miejscach długość i szerokość próbki, a w miejscu przecięcia się linii mierzy się ich grubość.

Wymiary badanych próbek:

Klocek drewniany

Płyta pilśniowa twarda

Płyta pilśniowa miękka

Masa

5,9g

33,3g

28,3g

h

24,8mm

24,9mm

25mm

25mm

3,2mm

3,2mm

3,4mm

3,2mm

11,6mm

11,7mm

11,5mm

11,5mm

hśr

24,925mm

3,25mm

11,57mm

a-

22,53mm

22,4mm

104mm

102mm

aśr

22,465mm

b-

22,2mm

22,5mm

102mm

101mm

bśr

22,35mm

Klocek drewniany

V - 12514,66mm³ = 12,51cm³ = 0,0125dm³

- 472[g/dm³]

Płyta pilśniowa miękka

V - 118473mm³ = 118,473cm³ = 0,118dm³

- 239,8[g/dm³]

Płyta pilśniowa twarda

V - 34476mm³ = 34,476cm³ = 0,0344dm³

- 968[g/dm³]

3. Oznaczenie wytrzymałości drewna na ściskanie wzdłuż włókien.

Wytrzymałość na ściskanie określa się stosunkiem siły ściskającej (powodującej zniszczenie materiału) do pierwotnego pola przekroju poprzecznego próbki, na którą ta siła działa. Wytrzymałość na ściskanie oblicza się ze wzoru:

R_c=P_c/F [MPa]

gdzie:

P_c- siła zgniatająca próbkę [kN],

F - powierzchnia przekroju próbki [cm²]

Drewno jako materiał niejednorodny wykazuje dość znaczne wahania wytrzymałości zależnie od kierunku działania siły w stosunku do kierunku biegu włókien. Wyniki badań wytrzymałościowych zależne są oprócz wymiarów próbek na których przeprowadzane są badania także od sposobu wykonywania poszczególnych prób. Wyniki są tylko wówczas porównywalne jeżeli badania były przeprowadzone na próbkach o jednakowych wymiarach i w ściśle określonych warunkach. Badanie przeprowadza się na próbkach prostopadłościennych o wymiarach :20x20x25 mm +-1mm (ostatni wymiar wzdłuż włókien). Próbki powinny być gładko obrobione. Kierunek działania siły obciążającej podczas badania powinien być równoległy do podłużnej osi próbki oraz do przebiegu włókien

Drewno jak i szereg innych materiałów wykazuje pod wpływem długotrwałego obciążenia powiększenie odkształceń. Z tego względu przy ustalaniu przydatności materiału do celów budowlanych nie mogą być brane tylko dane z krótkotrwałych badań wytrzymałościowych , ale należy również uwzględnić czynnik czasu i ustalić wytrzymałość trwałą która wynosi ok. 50 - 65 % wytrzymałości krótkotrwałej.

Własności mechaniczne drewna podaje się dla wilgotności 15%. Jest to związane z tym, że przy różnych wilgotnościach drewno wykazuje inne własności. Dlatego aby ujednolicić wyniki badań (móc je porównywać ze sobą ) ustalono, że właśnie dla takiej wilgotności będzie się podawać wł. mechaniczne. Przy innej wilgotności próbki stosuje się wzór przeliczeniowy

R₁₅ = [11+ s (W-15)]R_w [Mpa]

gdzie:

s - współczynnik zmiany wytrzymałości, zależy od rodzaju drewna.

Wynik z badania:

P = 28,6kN = 28600N

Fśr = 22 x 21mm = 462mm²

R = 28600/462 = 61,9MPa

Klocek został zmiażdżony przy sile 28,6kN jednak jego konstrukcja nadal była zwarta, dlatego można powiedzieć że konstrukcje drewniane są bezpieczne.

4. Oznaczenie wytrzymałości drewna na zginanie statyczne.

Wytrzymałość na zginanie - to stosunek niszczącego momentu zginającego M do wskaźnika wytrzymałości przekroju W, przy obciążeniu siłą skupioną belki o przekroju prostokątnym z materiału jednorodnego.

Wartość siły niszczącej należy odczytać z dokładnością do 1%.

Wytrzymałość na zginanie statyczne przy wilgotności (W) w chwili badania należy obliczyć z dokładnością do 1MPa ze wzoru:

R_rw=3P*l / 2b*h²

gdzie:

R_rw- wytrzymałość na zginanie statyczne [Mpa]

P - siła niszcząca [N]

l - rozstaw podpór [mm]

b - szerokość próbki [mm]

h - wysokość próbki [mm]

Oznaczenie wykonuje się na próbkach o wymiarach 20x20x300mm.

Próbkę należy umieścić w maszynie swobodnie, symetrycznie na dwóch podporach w ten sposób, aby obciążenie na próbkę działało w środku jej długości i aby siła zginająca działała prostopadle do przekroju promieniowego drewna. Próbkę należy obciążać ze stałą prędkością tak dobraną, aby jej zniszczenie nastąpiło w ciągu 90+-30 s od chwili rozpoczęcia obciążenia.

Wynik z badania:

P = 2,4kN = 2400N

l = 240mm

h = 21,3mm

b = 20,8mm

Rz = 3*P*l/2*h²*b

Rz = 172800 / 18873,504

Rz = 9,16 MPa

Obraz próbki po badaniu:

5. Oznaczenie twardości drewna metodą Janki.

Twardością drewna nazywamy opór, jaki stawia ono przy wciskaniu weń obcego ciała.

Twardość określa się przeważnie metodą Janki, która polega na wciskaniu w drewno kulki stalowej o przekroju średnicowym równym 1 cm². Można również przeprowadzić to badanie używając zamiast kulki metalowego trzpienia. Wielkość siły przy ustalonym zagłębieniu kulki, równym jej promieniowi, jest miarą twardości. Największą twardość drewno wykazuje przy kierunku działania siły wzdłuż włókien

Przygotowanie próbek:

Badania dokonuje się na próbkach o wymiarach 50x50x50 [mm]. Przy badaniu wciskamy stalową kulkę w odległości min 15 mm od brzegu aby uniknąć `ścięcia drewna' co zafałszuje wynik. Rozstaw między `otworami' pozostałymi po wciskaniu wynosi ok. 200 mm

Badanie przeprowadzamy na prasie hydraulicznej dzięki zastosowaniu odpowiednich podkładek, sens badania obrazuje rysunek

Wynik z badania:

Siła potrzebna do wykonania tego badania wynosiła 2,9kN.

6. Oznaczenie palności materiałów drewnopochodnych.

Palność jest to podatność materiału na zapalenie pod działaniem ognia. Jest ona zależna od ciężaru właściwego drewna , jego wilgotności , warunków ogniowych , wymiarów i kształtu poprzecznego elementu , kierunku ustawienia elementu względem działającego nań płomienia , ruchu powietrza itp.

Oznaczenie zapalności wykonuje się na próbkach o wymiarach 150x35mm i grubości równej grubości płyty. Próbkę zawiesza się w aparacie , w czasie 2 min. poddaje się ją działaniu płomienia palnika Bunsena o temperaturze 900^oC, zasilanego miejskim. Po odjęciu źródła ognia obserwuje się i mierzy czas palenia i żarzenia próbki. Ubytek masy próbki oblicza się ze wzoru:

p=( m - m1)*100% / m

w którym:

m - masa próbki przed badaniem [g]

m1- masa próbki po badaniu [g]

Materiał kwalifikuje się jako:

• zapalny, gdy próbki po odjęciu źródła ognia paliły lub żarzyły się przez czas dłuższy niż

1 min i wykazały ubytek masy większy niż 20%, lub gdy po odjęciu źródła ognia

żarzyły się na całej powierzchni.

• niezapalny, jeżeli próbki po odjęciu palnika paliły się lub żarzyły w czasie krótszym niż

min i wykazały ubytek mniejszy niż 20%

Wynik z badania:

Do badania użyliśmy płyty pilśniowej miękkiej.

m = 13,1g

m₁ = 2,4g

p = (13,1 - 2,4) / 13,1 * 100%

p = 81,67%

Po usunięciu źródła ognia próbka paliła się przez dłuższy czas niż 1 min. Wynika z tego że wynik badania był negatywny.

7. Asortymenty drewna tartacznego, przykłady ich zastosowania w budownictwie.

Drewno okrągłe jest to drewno stanowiące część pnia bez wierzchołków i gałęzi. Okrąglaki mogą mieś bezpośrednio zastosowanie jako pale, słupy rusztowań, stemple, itp., jako drewno tartaczne, ciosane, do różnych wyrobów i zastosowań przemysłowych.

Materiał z drewna okrągłego tartacznego dzieli się na iglasty i liściasty. Rozróżnia się trzy klasy drewna w zależności od jakości i wymiarów. W zależności od długości i grubości rozróżniamy: dłużyce, kłody, wyrzynki i żerdzie. Średnica okrągłego drewna nie może być mniejsza niż 7cm. Minimalna długość dłużyc iglastych wynosi 9m, liściastych 6,3m. Długość kłód - 2,7 - 6m.Długość wyrzynków nie przekracza 2,5m.

Tarcica - drewno okrągłe grubsze podlega przeróbce w tartakach na tarcicę obrzynaną (boki i czoła mają kształt prostokątów) i nieobrzynaną ( ma nieobrobione boki).

Obrzynane materiały tarte produkowane są w postaci:

• desek - grubość od 19 - 45mm

• bali - 50 - 100mm

• łat - wymiary: 38x32-75x140mm

• krawędziaków - o przekroju kwadratowym i długości 100 -175mm

• belek o przekroju prostokątnym i długości większej od 200mm

Tarcica podłogowa:

Produkowana z desek i bali do podłóg jednowarstwowych. Powierzchnia tarcicy podłogowej może pochodzić z przetarcia lub strugania.

1. prostokątne z piórem i wpustem

2. prostokątne ze złączem wręgowym prostym

Deszczułki posadzkowe lite.

Produkuje się je z twardego drewna liściastego przez struganie i odpowiednie wyprofilowanie krawędzi. Grubość deszczułek wynosi 16, 9, 22 mm a szerokość od 30 do 100 mm , długość od 180 do 500mm. Można wyróżnić 4 rodzaje deszczułek:

1. P₁ - z piórem i wpustem, pióra znajdują się na jednym czole a na pozostałych są wpusty. Powinny być przytwierdzone do podłoża gwoździami. Mogą być układane na podłożu skałodrzewnym lub na ślepej podłodze.

2. P₂ - uniwersalne z piórem i wpustem oraz małymi żłobkami z czterech stron. Wyżłobienia służą do zaklinowania w lepiku. Układa się je na gładzi cementowej przyklejając lepikiem, lub na ślepej podłodze, przytwierdzając gwoździami.

3. P₃ - z czterostronnym wpustem na obce pióra. Układa się je na gładzi cementowej przyklejając lepikiem, lub na ślepej podłodze, przytwierdzając gwoździami.

4. P₄ - z czterostronnym gniazdem przy płaszczyźnie przeciwlicowej. Gniazda umożliwiają zaklinowanie deszczułek w masie asfaltowej. Układa się je na asfalcie, na gładzi cementowej.

Płyty mozaikowe posadzkowe.

Produkowane są z tych samych gatunków drewna liściastego co deszczułki lite. Mają kształt kwadratu. Wykonywane są z listewek o grubości 8 lub 10 mm, szerokości 20 - 22 mm i długości 100 - 111 mm. Listewki układane są po pięć sztuk, kolejne zestawy są do siebie prostopadłe. Zespolone są ze sobą przez naklejenie na wierzchnią płytę papieru , który po przyklejeniu płyty mozaikowej do podłoża , zostaje po namoczeniu go wodą zdjęty.

Deski posadzkowe.

Składają się z trzech warstw deseczek o łącznej grubości 19 lub 15 mm. Dla oszczędności tylko górna warstwa (licowa) jest z drewna twardego , warstwa dolna (przeciwlicowa) to deseczki z drewna iglastego. Warstwa środkowa to listwy drewna iglastego połączone sznurkiem lub klejone. Całość sklejana jest klejem mocznikowym. Deski te łączone są na wpust i pióro .

Kostka brukowa drewniana.

Produkowana jest z odpadów drewna iglastego i liściastego. Dla uodpornienia na zgniliznę nasyca się ją w kąpieli odpowiednimi środkami impregnacyjnymi. Stosowana jest do wykładania podłóg w halach fabrycznych , magazynach oraz do układania nawierzchni ulic, mostów. W zależności od kształtu dzielimy ją na trzy rodzaje:

• kostka profilowana

wysokość: 6, 7 , 8cm

szerokość: 6, 7,2cm

długość: 11,7 - 20cm

• kostka prostokątna

wysokość: 6, 8 ,10cm

szerokość: 6, 3,2, 10cm

długość: 8- 20cm

• kostka o przekroju okrągłym

wysokość: 6, 8, 10cm

średnica: 8 - 13cm

Okleiny i obłogi (forniry)

Są to płasko strugane płaty drewna o grubości od 0,6 do 4 mm. Okleiny o grubości od 0,6 do 1 mm otrzymane z dębu , jesionu itp. Szlachetnych odmian drewna służą do oklejania drewna dla nadania mu szlachetnego wyglądu ( meblarstwo , boazerie). Obłogi o grubości od 1 do 1,5 mm stosowane są na warstwy zewnętrzne sklejki , płyt stolarskich itp. Wewnętrzne warstwy płyt mogą być grubości od 1 do 4 mm. Okleiny wykonuje się głównie z drewna liściastego, obłogi natomiast z drewna iglastego ale także z olchy , brzozy , buka , lipy , czy topoli.

Sklejki są to to płyty sklejane z nieparzystej liczby fornirów tak , aby włókna sąsiadujących arkuszy były do siebie skierowane prostopadle. Takie sklejenie powoduje wyrównanie niejednakowej wytrzymałości i skurczu , wynikających z anizotropowości drewna. Płyty takie nie paczą się , nie pękają przy zmianach wilgotności.. Powleczone klejem arkusze forniru ściska się w prasach zimnych i gorących. Zależnie od rodzaju i właściwości użytego kleju , rozróżnia się trzy typy sklejek :

• suchotrwałe na kleju albuminowym lub kazeinowym

• półwodoodporne na kleju mocznikowym , melaminoformaldehydowym

• wodoodporne na kleju bakielitowym

Sklejka suchotrwała może być stosowana w pomieszczeniach o temperaturze do 35 stopni i wilgotności powietrza poniżej 75 %. Sklejki wodoodporne można używać w zmiennych warunkach atmosferycznych i w wodzie o temperaturze do 30 stopni.

Grubość sklejek wynosi od 4 do 20 mm, szerokość płyty 650 mm do 2240 mm a długość 1220 do 2440 mm.

Zależnie do rodzaju obłogów rozróżnia się sklejkę: iglastą oraz liściastą. Sklejka może być szlifowana lub nie szlifowana. Produkowane są również sklejki okleinowe tzm. Takie które zewnętrzną warstwę mają z drewna szlachetnego

---