Materiały pomocnicze do nauki przedmiotu „Materiały budowlane” na kierunku „Budownictwo” na Wydziale Inżynierii WAT. Na prawach rękopisu. Prawa autorskie zastrzeżone. Wyrażam zgodę na kserowanie wyłącznie na potrzeby studentów Wydziału Inżynierii WAT. mgr inż. Tadeusz Błażejewicz

WŁAŚCIWOŚCI DREWNA I WYROBY BUDOWLANE Z DREWNA

1. BUDOWA DREWNA

Głównymi składnikami drewna są wielkocząsteczkowe węglowodany - celuloza i lignina. Jako substancje złożone z węgla, tlenu i wodoru są łatwo palne oraz jako cukry stanowią pokarm dla owadów i grzybów szkodników drewna. Drewno ma budowę włóknistą, włókna są ukierunkowane wzdłuż pnia, a właściwości drewna (wytrzymałość, skurcz, współczynnik λ) są zależne od kierunku badania (wzdłuż czy w poprzek włókien). Drewno jest łupliwe wzdłuż włókien. W osi pnia występuje rdzeń zbudowany z porowatych, słabych mechanicznie komórek, widoczny na przekroju podłużnym jako ciemny pasek, a na przekroju poprzecznym jako plamka. Rdzeń jako słabszy mechanicznie zalicza się do wad tarcicy. Niektóre rodzaje drewna mają część zewnętrzną przekroju (bliżej kory) jaśniejszej barwy - jest to tzw. biel. Biel ma gorsze właściwości mechaniczne i większą skłonność do paczenia się (większy skurcz). Część wewnętrzna przekroju drewna, ciemniejszej barwy, nazywa się twardzielą. Twardziel pojawia się w wieku drzewa około 20 - 40 lat i jej procentowy udział w przekroju zwiększa się wraz z wiekiem. Twardziel ma większą gęstość, większą twardość i wytrzymałość oraz większą trwałość. Krajowe rodzaje drewna na przekroju poprzecznym wykazują słoje roczne (przyrosty roczne) w postaci współśrodkowych pierścieni. Liczba przyrostów jest równa wiekowi drewna. Jeden słój składa się z drewna wczesnego, jaśniejszej barwy, o gorszych właściwościach, powstałego na początku okresu wegetacji oraz z drewna późnego, ciemniejszej barwy, o większej gęstości, twardości i wytrzymałości, powstałego pod koniec okresu wegetacji. Drewna z krajów tropikalnych (bez zim) nie wykazują słojów. Najlepsze właściwości ma drewno o małej szerokości słojów oraz o regularnym układzie słojów. Wszelkie zaburzenia w przebiegu słojów zalicza się do wad tarcicy. Drewno z różnych gatunków drzew ma charakterystyczną barwę, połysk i rysunek drewna (układ słojów, promieni rdzeniowych, sęków itp.), które umożliwiają wizualne rozpoznawanie rodzaju drewna. Zmiany barwy i połysku mogą świadczyć o zaatakowaniu drewna przez choroby grzybowe. Jako materiał budowlany wytworzony siłami przyrody drewno może wykazywać wiele wad budowy lub wad obróbki, które bierze się pod uwagę klasyfikując tarcicę do klas jakości. Właściwości mechaniczne drewna zależą od rodzaju drewna, od wilgotności drewna, od ilości i rodzaju wad oraz od kierunku obciążenia.

2. WPŁYW WILGOTNOŚCI NA WŁAŚCIWOŚCI DREWNA.

Wilgotność bezwzględna drewna jest to stosunek masy wody zawartej w drewnie do masy suchego drewna. Oznacza się ją metodą suszarkowo-wagową, susząc drewno do stałej masy w temperaturze 100^oC. Wilgotność drewna świeżo ściętego waha się zależnie od gatunku drzewa od 60 do 150%. Przy suszeniu drewna w warunkach naturalnych wysycha ono do wilgotności około 15 ÷ 18%. Czas suszenia naturalnego jest długi i wynosi około 6 miesięcy na 1 cm grubości przekroju elementu. Drewno iglaste schnie szybciej niż liściaste, drewno liściaste miękkie szybciej niż twarde. Przez przekrój poprzeczny schnięcie zachodzi szybciej, co może powodować pęknięcia skurczowe końców suszonych elementów (zapobiega się im przez pomalowanie przekrojów na końcach elementów). Plac do suszenia naturalnego drewna powinien być poziomy, płaski, suchy, z dobrym odpływem wód opadowych. Na gruncie należy ułożyć słupki betonowe, a na nich (na hydroizolacji) legary drewniane impregnowane, w odstępach co 1 m, wyniesione co najmniej 30 cm nad poziom gruntu (ponad wysokość odbijania się kropel deszczu od gruntu). Suszone przetarte elementy należy układać rzędami, w odstępie co 5 ÷ 15 cm, a kolejne warstwy układać na przekładkach ze zdrowego drewna o grubości około 3 cm, ułożonych w rozstawie nie większym niż 1 m. Ułożony stos o wysokości do około 3 m należy od góry osłonić daszkiem ochronnym przed opadami.

Suszenie w suszarniach (w temperaturze około 80^oC, przy regulowanej wilgotności powietrza) jest szybsze i trwa od 2 ÷ 17 dni, zależnie od rodzaju drewna i grubości elementu. W suszarniach można wysuszyć drewno nawet do 6%. Drewno przy wysychaniu kurczy się (przy przecieraniu mokrego drewna należy przewidzieć naddatki na skurcz), a przy nawilżaniu pęcznieje. Drewno pęcznieje i kurczy się w przedziale wilgotności od 0 do 30%. Skurcz przy suszeniu znacznie zależy od kierunku i wynosi:

• 0,1 ÷ 0,6% wzdłuż włókien;

• 3 ÷ 6% w kierunku promieniowym;

• 6 ÷ 12% w kierunku stycznym do stoi.

Ze względu na znaczne zróżnicowanie skurczu drewno ma skłonności do paczenia się. Paczenie polega na zmianie przekroju poprzecznego elementów z prostokątnego na inny (np.: łódkowaty), co jest spowodowane różną wielkością skurczu na płaszczyznach elementu. Wielkość skurczu zależy też od rodzaju drewna (z gatunków krajowych duży skurcz wykazują buk i grab, a mały dąb i sosna; z gatunków egzotycznych mały skurcz ma merbau i balsa). Aby nie występowało paczenie się wyrobów drewnianych oraz nie powstawały szpary miedzy elementami podczas eksploatacji, drewno przed wbudowaniem powinno być wysuszone do takiej wilgotności, jaką będzie miało w warunkach użytkowania. Korzystne jest przetrzymywanie przez kilka dni wyrobów w pomieszczeniu, w którym będą wbudowane. Drewno przeznaczone do eksploatacji wewnątrz budynków powinno mieć wilgotność 8 ÷ 10%, a stykające się z powietrzem zewnętrznym około 18 ÷ 22%. Drewno jest higroskopijne, chłonie (i oddaje) parę wodną z powietrza i zmienia przy tym swoje wymiary. Przy wysychaniu (w sezonie grzewczym) powstają większe szpary między elementami (np.: w posadzkach drewnianych), a przy nawilżaniu drewno musi mieć zapewnioną przestrzeń na wydłużenie wilgotnościowe (pozostawia się luz 1 ÷ 2 cm wokół ścian, zakryty listwą przypodłogową. Brak takiego luzu może spowodować podniesienie się zawilgoconej podłogi, a nawet rozerwanie ścian ze słabszego materiału, np.: gazobetonu). Szczególnie duże ruchy wilgotnościowe wykazują posadzki z elementów, których powierzchnia licowa jest cięta w poprzek włókien (tzw. bruk dębowy - włókna biegną wzdłuż grubości), gdyż jest to skurcz w kierunku promieniowym (10-krotnie większy). Może również występować paczenie się podłużne tarcicy, objawiające się wygięciem lub skrętem płaszczyzny spowodowane ujawnieniem naprężeń wewnętrznych w drzewie, które rosło w niekorzystnych warunkach. Od wilgotności zależą właściwości mechaniczne drewna - wytrzymałość maleje ze wzrostem wilgotności drewna. Badania wytrzymałości drewna należy wykonywać na próbkach o wilgotności 12 ± 3% i przeliczać wytrzymałość na wytrzymałość drewna o wilgotności 12% wg wzoru:

, gdzie:

R_w - wytrzymałość drewna o wilgotności „w”,

W - wilgotność drewna podczas badania,

α_w - współczynnik zmiany wytrzymałości drewna równy:

• 0,05 - na ściskanie wzdłuż włókien,

• 0,04 - na ściskanie w poprzek włókien,

• 0,01 - na rozciąganie wzdłuż włókien,

• 0,03 - na ścinanie,

• 0,04 - na zginanie.

3. TRWAŁOŚĆ DREWNA.

Bardziej trwałe jest drewno ze ścinki zimowej i drewno w średnim wieku. Bardziej trwałe jest drewno twardzielowe, o dużej gęstości oraz drewno o dużej zawartości garbników i żywic. Drewno zaraz po ścince powinno być okorowane, aby zapobiec rozwojowi larw owadów pod korą i przyspieszyć wysychanie. Drewno powinno być wbudowane zdrowe - bez zmian grzybowych i bez śladów chodników po owadach. Drewno powinno być eksploatowane w suchych warunkach, z możliwością odsychania (wenty-lacja). Niebezpieczne jest pokrywanie podłóg drewnianych paroszczelnymi wykładzinami, co może sprzyjać zawilgoceniu drewna. Do bardzo trwałych rodzajów drewna należą modrzew, dąb i akacja, do najmniej trwałych brzoza, lipa i topola. Drewno, które podczas eksploatacji może być narażone na okresowe zawilgocenie, powinno być zaimpregnowane przeciwgrzybowo i przeciwwilgociowo.

3.1. Szkodniki drewna.

Grzyby szkodniki drewna mogą zainfekować drewno poprzez:

• zarodniki (niewidoczne gołym okiem, zawsze obecne w powietrzu, do rozwoju wymagają trwale zawilgoconego powyżej 20% drewna);

• strzępki grzybni (przeniesione z zagrzybionym drewnem, świeżym lub rozbiórkowym, bądź cegłą);

• sznury grzybni (wypustki zbudowane ze strzępek grzybni, o średnicy kilku mm i długości do kilku metrów).

Występuje wiele gatunków grzybów szkodników drewna, o różnej szkodliwości (szybkości niszczenia) i różnej odporności na środki grzybobójcze. Objawem zagrzybienia może być:

• zmiana barwy drewna;

• spękania;

• utrata wytrzymałości (możliwość roztarcia drewna na proszek lub wbicia ręcznie ostrza na dużą głębokość), zauważalna najczęściej w postaci uginania się elementów konstrukcyjnych;

• zapach stęchlizny;

• wybrzuszenia i łuszczenie się tynków;

• pojawienie się błonkowatych, w różnych kolorach płatów grzybni oraz sznurów.

Najbardziej agresywne grzyby mogą zniszczyć drewno w całym przekroju elementu w ciągu kilku miesięcy. Podstawowym warunkiem profilaktyki przeciwgrzybicznej jest wbudowywanie i eksploatacja drewna w stanie suchym. Drewno zaatakowane przez grzyby należy spalić, a wszystkie stykające się z nim elementy należy podczas prac remontowych zaimpregnować preparatami grzybobójczymi. Częstym rodzajem grzyba jest grzyb domowy właściwy (stroczek domowy), który tworzy biało-żółtą, puszystą, watowatą grzybnię tworzącą zbite płaty i rozgałęzione białe sznury o szerokości około 1 cm. Atakuje drewno liściaste i iglaste wewnątrz budynków powodując brunatną zgniliznę o dużych, poprzecznych spękaniach drewna. Przeciwgrzybowe impregnaty do drewna maja znaczenie głównie profilaktyczne (zapobiegają zainfekowaniu zarodnikami grzyba), natomiast są za mało toksyczne (zwłaszcza impregnaty dopuszczone do stosowania w pomieszczeniach przeznaczonych na pobyt ludzi), aby zwalczyć grzyba w pełni rozwoju. Impregnaty grzybobójcze można podzielić na solne i oleiste. Solne są to sole miedzi, cynku i kwasów borowego, fluorowego, fluorokrzemowego, salicylowego. Stosuje się je w postaci roztworów wodnych. Substancje czynne tych związków są nielotne i nie powodują skażenia powietrza w pomieszczeniach, mogą natomiast być wypłukane wodą. Preparaty solne powodują korozję metali. Są one mało toksyczne i mało skuteczne jako grzybobójcze (mają tylko działanie profilaktyczne). Impregnaty oleiste są to roztwory pochodnych fenoli i innych związków organicznych w rozpuszczalnikach. Są one bardziej skuteczne, niż impregnaty solne, lecz wskutek lotności substancji aktywnej mogą powodować skażenie powietrza wewnętrznego. W chwili obecnej żaden środek oleisty nie jest dopuszczony do stosowania wewnątrz pomieszczeń przeznaczonych na pobyt ludzi. Impregnaty przeciwgrzybowe mogą być nanoszone pędzlem, natryskiem, przez kąpiel bezciśnieniową i kąpiel pod próżnią, na zimno i na gorąco. Bardzo ważne jest, aby nanieść odpowiednią ilość substancji aktywnej, podaną w instrukcji producenta, ponieważ przy naniesieniu ilości mniejszej od wzorcowej impregnacja jest nieskuteczna. Przyjęty sposób nanoszenia środka powinien zapewnić wnikanie impregnatu na głębokość określoną w Aprobacie Technicznej. Pożądane jest, aby stosowane impregnaty były barwione, co ułatwia kontrolę prawidłowości stosowania. Aprobaty techniczne na impregnaty grzybobójcze wydaje Instytut Techniki Budowlanej w Warszawie w porozumieniu z Instytutem Technologii Drewna w Poznaniu. Przy podejmowaniu decyzji o wyborze środka impregnującego należy koniecznie sprawdzić:

• czy środek ma wydaną Aprobatę Techniczną i czy jest ona aktualna;

• jaki jest zakres stosowania środka i jakie ograniczenia.

Niektóre impregnaty dopuszczone do stosowania wewnątrz pomieszczeń przeznaczonych na pobyt ludzi zostały z tego zastosowania wycofane, gdy okazało się, że są nadmiernie toksyczne. Zakres stosowania środków może być bardzo różny:

• tylko na zewnątrz;

• do wewnątrz pod warunkiem braku kontaktu ze skórą ludzką i żywnością (po naniesieniu należy pomalować drewno 3-krotnie emalią);

• do wewnątrz pod warunkiem wietrzenia pomieszczeń przez 4 miesiące przed wprowadzeniem ludzi;

• do wewnątrz bez ograniczeń.

Środki grzybobójcze są jednocześnie środkami owadobójczymi (o działaniu profilaktycznym). Owady (chrząszcze lub mrówki) i ich larwy wygryzają w bielu drewna chodniki, osłabiając strukturę drewna aż do zniszczenia elementu. Proces niszczenia przez larwy jest niewidoczny aż do przepoczwarzenia się i wygryzienia otworów wylotowych przez owady dorosłe. Do najbardziej szkodliwych owadów należą:

• kołatek uparty (chrząszcz barwy czarno-brunatnej, długości 5 mm, atakuje drewno liściaste i iglaste, otwory wylotowe o średnicy do 3 mm);

• spuszczel pospolity (chrząszcz barwy ciemnobrunatnej, długości do 20 mm, larwa spłaszczona, atakuje drewno iglaste suche, np.: więźbę dachową, chodniki spłaszczone, otwory wylotowe owalne, około 3 x 8 mm).

3.2. Właściwości palne drewna.

Drewno jest materiałem łatwopalnym. Temperatura zapłonu drewna wynosi od 250 do 300^oC, a temperatura samozapalenia 330 ÷ 470^oC. Przez zastosowanie impregnacji przeciwogniowej można obniżyć palność drewna do stopnia „trudnozapalne”. Impregnaty ogniochronne solne zawierają związki fosforu i azotu obniżające zapalność, a impregnaty typu lakierów tworzą powłoki pęczniejące w warunkach pożaru i tworzące izolacyjną warstewkę koksu. Dobrym krajowym środkiem jest impregnat solny Fobos M2F, który jest jednocześnie środkiem owadobójczym, przeciwgrzybowym i ogniochronnym.

4. WADY DREWNA BĘDĄCE PODSTAWĄ KLASYFIKACJI TARCICY NA KLASY JAKOŚCI.

Wykaz i opis wad zawiera PN-79/D-01012 „Tarcica. Wady”. Jakość desek, bali i łat określa się według ilości wad występujących na ich gorszej płaszczyźnie i boku. Jakość krawędziaków i belek określa się według wad występujących na najgorszej powierzchni podłużnej. Przy rozpatrywaniu sęków bierze się pod uwagę najgorszy odcinek tarcicy o długości 1 m.

Przy klasyfikacji tarcicy do klas jakości bierze się pod uwagę następujące wady:

• sęki (zdrowe zrośnięte, nadpsute, zepsute, wypadające, okrągłe, owalne i podłużne, skrzydlate, przechodzące, skupienia sęków);

• pęknięcia (rdzeniowe, przechodzące, czołowe, okrężne, proste i skośne);

• zgnilizna (twarda i miękka);

• wady kształtu (krzywizna jedno- lub dwustronna);

• wady budowy drewna (skręt włókien, rdzeń, pęcherze żywiczne, zakorki);

• zmiany barwy (sinizna, brunatnica);

• chodniki po owadach (małe i duże);

• zranienia (zabitki, uszkodzenia od pocisków i odłamków);

• wady obróbki (oblina, krzywizna podłużna płaszczyzn i boków, wichrowatość, krzywizna poprzeczna, falistość rzazu, nierównoległość płaszczyzn i boków, nieprostopadłość czół).

Znaki jakości tarcicy, oznaczające przynależność do określonej klasy jakości, nanosi się w postaci barwnych kropek na czole każdej sztuki tarcicy:

• I klasa - punkt niebieski;

• II klasa - punkt zielony;

• III klasa - punkt czerwony;

• IV klasa - punkt czarny.

Tarcicę zabezpieczoną antyseptycznie przeciw siniźnie oznacza się punktem żółtym. Partia tarcicy może mieć do 7% sztuk niedobrych.

5. RODZAJE TARCICY.

Tarcicą nazywa się materiały otrzymane przez rozpiłowanie podłużne drewna okrągłego. Drewnem okrągłym nazywa się część pnia bez wierzchołka i gałęzi, po okorowaniu. Drewno okrągłe jest stosowane w budownictwie na pale, słupy rusztowań, stemple budowlane, kopalniaki i jako drewno tartaczne. Ze względu na wymiary drewno okrągłe dzieli się na:

• dłużyce (iglaste powyżej 9 m, liściaste powyżej 6 m);

• kłody (iglaste 2,5 - 8,9 m, liściaste 2,5 - 5,9);

• wyrzynki (poniżej 2,5 m długości);

• grubiznę (o średnicy powyżej 7 cm w cieńszym końcu);

• drobnicę (poniżej 5 cm w cieńszym końcu).

Przy jednokrotnym przetarciu kłody uzyskuje się tarcicę nie obrzynaną, której obłe boki są wycinkami naturalnej powierzchni kłody. Przy przetarciu kłody z obrzynaniem boków lub dwukrotnym przetarciu kłody (pierwsze przetarcie na pryzmę polega na odpiłowaniu materiału bocznego z obu stron kłody) uzyskuje się tarcicę obrzynaną - o przekroju poprzecznym prostokątnym. Ze względu na pochodzenie tarcica dzieli się na iglastą i liściastą. Ze względu na przeznaczenie tarcica dzieli się na tarcicę ogólnego przeznaczenia i tarcicę konstrukcyjną.

5.1. Tarcica iglasta ogólnego przeznaczenia wg PN-75/D-96000.

Jest to najczęściej stosowany rodzaj tarcicy. Normy na tarcicę ogólnego przeznaczenia nie podają i nie gwarantują żadnych parametrów wytrzymałościowych drewna. Wilgotność tarcicy nie powinna być wyższa niż 25%, za zgodą stron dopuszcza się inną. Tarcicę tą dzieli się:

• według rodzaju drewna na sosnową, świerkową, jodłową i modrzewiową;

• według rodzaju przetarcia na obrzynaną i nieobrzynaną;

• według długości na długą (2,4 - 6,3 m) i średnią (0,9 - 2,3);

• według wymiarów przekroju poprzecznego na:

1. Deski - wyroby o przekroju prostokątnym, to jest stosunku szerokości do grubości co najmniej 2, o grubościach 19, 22, 25, 28, 32, 38 i 45 mm oraz szerokościach od 75 do 250 mm.

2. Bale - wyroby o przekroju prostokątnym, o grubościach 50, 63, 75 i 100 mm oraz szerokościach od 100 do 250 mm.

3. Łaty - wyroby o przekroju zbliżonym do kwadratu (stosunek szerokości do grubości poniżej 2), o wymiarach 38 x 63 mm, 45 x 50 mm, 50 x 63 mm, 50 x 75 mm, 63 x 100 mm, 63 x 125 mm, 75 x 100 mm, 75 x 125 mm i 75 x 140 mm.

4. Krawędziaki - wyroby o przekroju zbliżonym do kwadratu, o grubo-ściach 100, 125, 150 i 175 mm oraz szerokościach od 100 do 175 mm.

5. Belki - wyroby o przekroju zbliżonym do kwadratu, o grubości 200 i 250 mm oraz szerokościach od 200 do 275 mm.

Jako sortyment poza normą występują listwy o grubościach od 16 do 30 mm i szerokości od 16 do 80 mm (węższe od desek). Według ilości wad budowy i obróbki drewna deski i bale dzielą się na 4 klasy jakości (najwyższej jakości - klasa I), a łaty, krawędziaki i belki na 2 klasy jakości (I i II).

5.2. Tarcica liściasta ogólnego przeznaczenia według PN-72/D-96002.

Zasady podziału tej tarcicy są podobne, jak tarcicy iglastej. Deski i bale z tarcicy liściastej dzieli się na 3 klasy jakości, a listwy, łaty, krawędziaki i belki na 2 klasy.

5.3. Tarcica konstrukcyjna według PN-EN 338 : 2004.

Norma na tarcicę konstrukcyjną dzieli tarcicę na klasy wytrzymało-ściowe ze względu na wytrzymałość na zginanie i gwarantuje w każdej klasie odpowiedni poziom wytrzymałości na zginanie, rozciąganie, ściskanie, ścinanie i moduł sprężystości drewna. We wszystkich przypadkach, gdy wymiarowania konstrukcji dokonano w drodze obliczeń statycznych, do wykonania konstrukcji należy stosować tarcicę konstrukcyjną odpowiedniej klasy, gwarantującą wytrzymałość na poziomie przyjętym do obliczeń statycznych. Dla gatunków iglastych klasa wytrzymałościowa drewna jest oznaczona literą C, a dla liściastych literą D. Po literze w symbolu klasy stoi liczba równa wytrzymałości charakterystycznej drewna na zginanie w MPa (zakres klas od C-14 do C-40 oraz od D-30 do D-70). Wytrzymałość charakterystyczna jest to wytrzymałość, poniżej której może wystąpić nie więcej niż 5% wyników (5% kwantyl wytrzymałości). Populację drewna można zaliczyć do danej klasy wytrzymałości, gdy wytrzymałość charakte-rystyczna na zginanie oraz gęstość drewna są nie niższe, niż przewidziane w normie dla danej klasy, a moduł sprężystości przy zginaniu jest nie mniejszy niż 95% średniego modułu sprężystości podanego w normie. Norma podaje dla każdej klasy wytrzymałość na zginanie f_m , na rozciąganie f_t , na ścinanie f_v i ściskanie f_c . Indeks „0” oznacza wytrzymałość wzdłuż włókien, indeks „90” wytrzymałość w poprzek włókien. Wytrzymałości normowe drewna podane są dla drewna o wilgotności 12%. Poprzednio, według normy PN-82/D-94021 (obecnie archiwalnej) tarcica konstrukcyjna dzielona była na klasy KW (wyborowa), KS średniej jakości i KG (gorszej jakości). Podstawą podziału była sękatość (oceniana w najgorszym przekroju drewna) oraz szerokości słojów drewna. Wskaźnik sękatości jest to stosunek powierzchni rzutu sęków na płaszczyznę przekroju poprzecznego do powierzchni przekroju. Dla klas KW i KS wskaźnik sękatości powinien być nie większy niż ¼, a dla KG niż ½ . Dla klasy KW średnia szerokość słojów powinna być nie większa niż 4 mm, dla KS - 6 mm i dla KG nie większa niż 10 mm. Dla tarcicy o grubości nie mniejszej niż 38 mm dawna klasa KW odpowiada klasie C-40, klasa KS obecnej klasie C-35, a klasa KG klasie C-30. Dla elementów cieńszych od 38 mm klasa KG odpowiada klasie C-24, klasa KS klasie C-30, a klasa KW - C-35. Możliwość wizualnej oceny klasy drewna na podstawie szerokości słojów oraz wskaźnika sękatości jest bardzo użyteczna w praktyce, przy ocenie jakości konstrukcji drewnianych. Wytrzymałość drewna na ściskanie i na rozciąganie wzdłuż włókien jest kilkakrotnie większa, niż w poprzek włókien.

6. RODZAJE DREWNA.

6.1. Drewno z drzew iglastych.

Sosna.

Drewno twardzielowe, żywiczne, biel jasnożółty, twardziel brunatnoczerwona, wyraźne słoje roczne. Drewno o dobrych właściwościach mechanicznych, sprężyste, średnio twarde, łupliwe, łatwe w obróbce, trwałe w powietrzu i w wodzie, najlepsze w wieku 80 ÷ 120 lat. Podstawowy rodzaj tarcicy o wszechstronnym zastosowaniu: na stolarkę budowlaną, więźbę dachową, deski podłogowe, konstrukcje drewniane, podkłady kolejowe, do wyrobu sklejek.

Świerk.

Drewno twardzielowe barwy białej z odcieniem żółtym, często szerokosłoiste, o dużej ilości drobnych sęków, mało żywiczne. Właściwości techniczne gorsze niż sosny, drewno dosyć miękkie, o średniej wytrzymałości, dosyć łatwo pęka, trudno się struga. Trwały tylko w suchym środowisku. Stosowany głównie na stolarkę drzwiową i okienną.

Modrzew.

Drewno rzadko stosowane, drogie. Drewno twardzielowe, żywiczne, biel żółtawo-biały - wąski, twardziel czerwonawo-brązowa, wyraźne słoje roczne, drewno o silnym połysku i bardzo bogatym rysunku słojów, bardzo dekoracyjne. Najlepszy technicznie i najtrwalszy rodzaj drewna z gatunków iglastych. Świeże drewno ma tendencję do pękania i wichrowania się. Stosowany na boazerie, deski podłogowe i do robót stolarskich, w dawnych czasach na ściany domów z bala (dworki modrzewiowe).

6.2. Drewno z drzew liściastych.

Dąb.

Biel wąski, żółtobiały, nietrwały i o słabych właściwościach. Twardziel brunatna, o wyraźnych słojach i charakterystycznych, jaśniejszych, połyskują-cych promieniach rdzeniowych. Twardziel bardzo trwała, twarda, trudno-ścieralna, o dobrych właściwościach mechanicznych. Drewno łupliwe, łatwo pęka i paczy się - przed wbudowaniem wymaga dobrego wysuszenia. Stosowany na deszczułki podłogowe, okleiny, boazerię, reprezentacyjną stolarkę. Najlepsze właściwości ma w wieku około 180 lat.

Buk.

Drewno beztwardzielowe, białej barwy z odcieniem lekko różowym lub żółtawym, słoje wyraźne. Drewno ciężkie, twarde, o dobrych właściwościach mechanicznych, trwałe w miejscach suchych, dosyć łatwo niszczone przez owady, skłonne do pękania. Stosowane na deszczułki posadzkowe, sklejki, elementy schodów.

Jesion.

Drewno twardzielowe, jasnożółte. słoje wyraźne. Drewno ciężkie, twarde, o dużej wytrzymałości, bardzo elastyczne, dobrze się obrabia i poleruje, trwałe w suchych warunkach. Stosowane na deszczułki podłogowe, okleiny, boazerie.

Brzoza.

Drewno beztwardzielowe, białe ze złocistym odcieniem, słoje niewyraźne. Drewno o małej twardości, łatwe w obróbce, o dobrych właściwościach mechanicznych, nie odporne na grzyby i szkodniki (zawiera dużo cukrów). Stosowane na boazerie i sklejki.

6.3. Drewno z drzew tropikalnych.

Charakterystyczną cechą drewna z tropików jest brak słojów (brak przerwy zimowej w wegetacji) oraz często intensywne zabarwienie (czerwone, czarne, złociste). Drewno to ma duże walory estetyczne i dobre właściwości techniczne. Niektóre rodzaje drewna (np.: merbau - barwy brunatnoczerwonej) mają lepsze właściwości mechaniczne i mniejszą rozszerzalność wilgotnościową od dębu. Drewno stosowane jest na deski podłogowe, okleiny, boazerie.

7. MATERIAŁY PODŁOGOWE Z DREWNA.

1. Tarcica podłogowa wg PN-74/D-94005.

Produkowana jest głównie z drewna iglastego (na tzw. podłogi białe) oraz egzotycznego (na tzw. podłogę okrętową - deski długości około 2 m). Produkowana jest z desek o grubości 28, 32, 38 i 45 mm (przed struganiem). Najczęściej jest jednostronnie strugana (górna powierzchnia), a powierzchnie boczne powinny być uformowane we wpust i wypust, w dwa wpusty pod obce pióro, na zakładkę, lub mogą pozostawać gładkie (rozwiązanie najgorsze, nie gwarantujące szczelności oraz nie zapobiega-jące paczeniu się podłogi). Deski nie powinny być szerokie (typowa szerokość około 10 cm), gdyż szerokie łatwiej się paczą. Do najgorszych wad tarcicy podłogowej, utrudniających lub uniemożliwiających ułożenie podłogi należy krzywizna boczna i zwichrowanie płaszczyzny deski.

2. Deszczułki posadzkowe lite wg PN-89/D-94002 (tzw. parkiet lub klepka).

Produkowane są z twardych gatunków drewna liściastego - głównie dębu, jesionu i buka (najtańsze, o gorszych właściwościach - z sosny). Najczęściej stosowane są deszczułki o powierzchniach bocznych i czołowych uformowanych na wpust i wypust (rzadziej w dwa wpusty łączone na obce pióro). Są one przyklejane do podkładów cementowych przy pomocy klejów dyspersyjnych akrylowych, mas emulsyjnych bitumicznych, lub klejów chemoutwardzalnych poliuretanowych, lub przybijane gwoździami do ślepej podłogi z desek (ze względów zdrowotnych nie wolno układać parkietu na lepikach na zimno). Deszczułki przeznaczone do układania metodą przyklejania mają część dolną wyprofilowaną w kształcie „jaskółczego ogona”, co zwieksza siłę przyklejenia. Deszczułki produkowane są w 4 grubościach (13, 16, 19 i 22 mm), szerokościach od 30 ÷ 100 mm (ze stopniowaniem co 5 mm) i długościach od 200 do 500 mm (ze stopniowaniem co 50 mm). Występują 3 klasy jakości deszczułek, różniące się dokładnością wykonania i ilością wad drewna. Wilgotność deszczułek powinna wynosić 9 ± 2%. Aby nie powstawały szpary w posadzce, deszczułki układane w jednym pomieszczeniu powinny pochodzić z jednej partii produkcyjnej. Polakierowanie, zawoskowanie lub olejowanie ułożonej posadzki obniża chłonność wody i zmniejsza ruchy wilgotnościowe powodujące powstawanie szpar; podobnie działa przyklejenie przy użyciu klejów poliuretanowych chemoutwardzalnych. Mniejsze szpary tworzą się w posadzkach ułożonych „w jodełkę” niż „w cegiełkę”.

c) Parkiet mozaikowy.

Płyty mozaiki składają się z drobnych deszczułek (lamelki), o wymiarach od 150 x 20 mm wzwyż, łączonych w kwadraty, zestawione następnie we wzór szachownicy. Występuje również mozaika tzw. pałacowa, z lamelek w kształcie trójkątów, rombów, trapezów, kwadratów itp., z różnobarwnego drewna, układana w dekoracyjne wzory. Grubość mozaiki wynosi 8 ÷ 10 mm (ma gorszą izolacyjność akustyczną i termiczną, niż klepka, lecz jest od niej tańsza). Lamelki naklejone są spodnią stroną na siatkę z tworzywa i przyklejane do podkładu bez zdejmowania tej siatki, najlepiej klejami chemoutwardzalnymi (w pewnym stopniu zabezpieczają drewno przed zawilgoceniem i dają największą wytrzymałość spoiny). Mozaiki produkowane według starej technologii mogą mieć lamelki naklejone stroną licową na papier. Papier ten usuwa się wodą po przyklejeniu mozaiki. Przy mozaikach istnieje możliwość wymiany pojedynczych (wadliwych lub uszkodzonych) lamelek. Wilgotność mozaiki powinna wynosić 9 ± 2%. Przy stwierdzonej wilgotności za niskiej (mozaika produkcji rzemieślniczej w ofoliowanych paczkach może mieć wilgotność 6%), należy paczki rozpakować i przetrzymać posadzkę kilka dni w pomieszczeniu, w którym będzie układana (w przeciwnym wypadku może nastąpić uniesienie się posadzki). Mozaiki zbyt wilgotnej nie należy dosuszać przed przyklejeniem, gdyż może się zdeformować. Po przyklejeniu za wilgotnej posadzki należy pozostawić ją do przeschnięcia bez lakierowania.

d) Deski podłogowe warstwowe.

Są one trójwarstwowe, z bokami uformowanymi we wpusty i wypusty, polakierowane. Górna warstwa wykonana jest z twardego drewna liściastego (dębu, buka) i może być lita lub sklejona z deszczułek przypominających parkiet. Warstwa środkowa wykonana jest z lamelek ułożonych prostopadle do układu warstwy górnej, a spód stanowi warstwa drewna iglastego. Dzięki takiej budowie zmniejszono skłonność do paczenia się oraz do zmian wymiarów pod wpływem wilgoci. Deski podłogowe produkowane są o długości około 220 cm i grubościach od 14 do 19 mm. Deski podłogowe warstwowe mogą być przyklejane do podkładu (jak parkiet) lub układane jako podłoga pływająca (na macie polietylenowej pęcherzykowej lub płytach z korka, przy sklejeniu tylko wpustów i wypustów desek).

e) Panele podłogowe.

Jest to najtańszy rodzaj posadzki z drewna, lecz o niewielkiej trwałości (ulegają powierzchniowemu wycieraniu). Ich zaletą jest też duża szybkość układania i brak uciążliwych operacji przyklejania, szlifowania i lakiero-wania. Panel ma kształt krótkiej deski (129 x 19,5 cm), o grubości 6,7, 8 lub 10 mm, na jednej powierzchni bocznej i czołowej uformowany jest wpust, na pozostałych wypust. Rdzeń paneli stanowią bardzo twarde płyty pilśniowe HDF oklejone folią dekoracyjną. Po wytarciu folii okleinowej panel nie nadaje się do regeneracji. Z paneli układa się podłogi pływające (na folii pęcherzykowej rozkładającej nacisk oraz zapobiegającej trzesz-czeniu podłogi) sklejając tylko wpusty z wypustami lub bez sklejania.

8. MATERIAŁY DREWNOPOCHODNE I DREWNOPODOBNE.

8.1. Płyty OSB (Oriented Strand Boards).

Jest to płyta o ukierunkowanych wiórach płaskich. Produkowana jest z wiórów o długości około 100 mm i grubości 0,6 mm, sklejonych żywicą mocznikowo-formaldehydową, ułożonych w warstwach powierzchniowych równolegle do długości płyty, a w warstwie środkowej prostopadle do długości. Dzięki takiej budowie płyty nie mają skłonności do paczenia się i mają właściwości zbliżone do sklejki, a są tańsze. Wytrzymałość i sztywność płyty jest 2,5 - raza większa wzdłuż płyty, niż w poprzek. Płyty są impregnowane emulsją parafinową w celu zwiększenia odporności na zawilgocenie. Produkowane są 4 odmiany płyt, najwyższą odporność na zawilgocenie ma płyta OSB/4, która jest odporna na wpływy atmosferyczne. Płyty o wymiarach 250 x 125 cm są produkowane o grubościach 6, 8, 10, 12, 15, 18, 22 i 25 mm. Wyrób jest zakwalifikowany jako trudnozapalny i o klasie higieny E-1 (ze względu na ograniczoną emisję formaldehydu jest dopuszczona do wnętrz pomieszczeń).

Płyta jest stosowana na ściany budynków w technologii szkieletu drewnianego, na połacie dachowe pod krycie gontem bitumicznym, na podłogi podniesione (oklejona obustronnie cienką płytą MDF).

8.2. Płyty pilśniowe miękkie.

Płyty pilśniowe wytwarza się z włókien lignocelulozowych (z rozwłóknionych odpadów tartacznych) z dodatkiem klejów i substancji uodparniających na wodę. Płyty miękkie, nie prasowane, o gęstości poniżej 400 kg/m³, produkuje się o grubości od 9,5 mm do 25 mm i wymiarach arkuszy około 122 x 250 cm. Mogą występować płyty o powierzchni surowej lub powlekanej barwną warstwą ścieru drzewnego. Produkowane są kwadratowe płytki perforowane lub nacinane, stosowane jako wykładziny dźwiękochłonne. Mogą występować w postaci płyt bitumowanych (uodpornionych na wilgoć dodatkiem emulsji asfaltowej) lub z dodatkami powodującymi trudnozapalność.

Płyty pilśniowe miękkie stosuje się głównie do izolacji termicznej i akustycznej stropów miedzypiętrowych.

8.3. Płyty pilśniowe półtwarde i twarde.

Mogą być produkowane metodą tradycyjną mokrą (płyty zwykłe) lub metodą suchą (płyty MDF i HDF). Płyty MDF (o średniej gęstości) i HDF (o wysokiej gęstości - twarde) produkowane są z dodatkiem żywicy mocznikowo-formaldehydowej i mają bardziej zwartą budowę, wyższą wytrzymałość i mniejszą nasiąkliwość od płyt pilśniowych twardych zwykłych. Produkowane są też płyty bardzo twarde, otrzymywane przez nasycenie płyt twardych olejami schnącymi, utwardzone na gorąco, o niskiej ścieralności, małej nasiąkliwości i wysokich właściwościach mechanicznych. Płyty produkowane są w grubościach od 2,4 mm do 6,4 mm.

Płyty pilśniowe stosowane są do wyrobu mebli, jako podkład pod elastyczne wykładziny podłogowe, jako okładziny ścianek działowych, do obudowy izolacji termicznych itp.

8.4. Sklejki.

Sklejka jest płytą warstwową sklejoną z nieparzystej liczby arkuszy forniru (fornir jest to zeskrawany obwodowo płat drewna o grubości od 0,4 do 2,5 mm), w których włókna drzewne w sąsiadujących ze sobą warstwach przebiegają pod kątem prostym. W odróżnieniu od litego drewna sklejka:

• ma wyrównane właściwości mechaniczne wzdłuż i poprzek arkusza;

• ma znaczną wytrzymałość przy małej grubości;

• ma duże rozmiary arkuszy;

• ma obniżoną nasiąkliwość oraz skłonność do paczenia się i pękania.

Sklejki ogólnego przeznaczenia wg PN-83/D-97005/11 mogą być suchotrwałe, półwodoodporne i wodoodporne. Wodoodporne sklejane są żywicami fenolowo-formaldehydowymi, a pozostałe mocznikowo-formalde-hydowymi. Produkuje się sklejki o grubości 4, 5, 6, 8, 9, 10, 12, 15, 18, 19 i 20 mm, w 4 klasach jakościowych, liściaste i iglaste.

Sklejki stosowane są do produkcji drzwi, na ścianki działowe i okładzi-ny ścienne (np.: w celu osłonięcia termoizolacji) oraz do produkcji mebli.

Spośród sklejek specjalnych w budownictwie ma zastosowanie sklejka do deskowań. Jest to sklejka wodoodporna, uszlachetniona powierzchniowo powłoką z żywic fenolowych, o dużej wytrzymałości i największej spośród sklejek wodoodporności. Wszystkie sklejki mogą wydzielać rakotwórczy formaldehyd i atesty higieniczne powinny określać wielkość emisji formaldehydu z danego wyrobu.

8.5. Płyty wiórowe.

Produkowane są metodą prasowania na gorąco z wiórów drzewnych sklejonych żywicą mocznikowo-formaldehydową. Mogą być o powierzchni surowej lub oklejanej płytami Unilam, fornirem, twardą płytą pilśniową itp. W zależności od warunków produkcyjnych płyty różnych producentów mogą różnić się emisją formaldehydu. Atesty higieniczne podają, ile płyt można wbudować w pomieszczeniu o określonej kubaturze, aby nie nastąpiło przekroczenie dopuszczalnych stężeń formaldehydu w powietrzu (na ogół jest to nie więcej niż 1 m² powierzchni płyty na 4 m³ kubatury pomieszczenia). Produkowane są płyty o grubościach od 8 mm do 24 mm.

Płyty stosowane są głównie do wyrobu mebli i jako elementy lekkich ścian działowych.

8.6. Płyty paździerzowe.

Sposób produkcji i właściwości są podobne, jak płyt wiórowych. Zamiast trocin masę płyty stanowią paździerze (pokruszone łodygi lnu). Płyty paździerzowe przez kilka miesięcy wydzielają charakterystyczny, nieprzy-jemny zapach paździerzy. Są bardziej wrażliwe na wilgoć od wiórowych (pęcznieją), lecz mniej porażane przez grzyby.

8.7. Płyty stolarskie.

Są to płyty warstwowe, w których środek jest wykonany z listew z tarcicy, a okleiny z forniru lub płyt pilśniowych twardych. Listwy rdzenia płyty mogą być ze sobą sklejone lub nie. Mogą występować płyty pełne lub komórkowe - w których listwy rdzenia są od siebie oddzielone pustkami (na odległość klocków dystansowych). Płyty pełne produkowane są o grubościach od 16 do 24 mm, a komórkowe o grubości 19,4 mm.

Płyty stolarskie stosowane są do wyrobu mebli oraz stolarki drzwiowej.

---