Drewno i materiały drewnopochodne jako materiały konstrukcyjne (właściwości surowca) Kraków, semestr zimowy 200/20 Dr inż. Dorota KRAM 93 zawiązanie 2 98 szybki wzrost bez utrudnień ze strony otoczenia 3 923 drzewo przechyliło się a przyrosty odzwierciedlają silne oddziaływanie z jednej strony 4 933 drzewo rośnie znowu prosto, jednak odczuwa konkurencję przy pozyskiwaniu wody 5 936 konkurencyjne drzewa znikały na skutek wycinki, silnych wiatrów itp. 6 939 przez las przeszedł pożar ściółki, zachowała się wewnętrzna warstwa kora chroniąca drzewo 7 95 długotrwała susza spowodowała, że przyrosty roczne zacieśniły się 8 966 dalsze zacieśnienie usłojenia następuje na skutek inwazji insektów 975 drzewo w wieku 62 lat zwaliło się na skutek choroby DRZEWOSTAN POLSKICH LASÓW SKĄD SIĘ BIORĄ WŁAŚCIWOŚCI??? wycinek z życia jednej sosny http://technikseiten.hsr.ch/ Budowa i właściwo ciwości drewna Gatunki drewna budowlanego wybrane przykłady świerk Picea abies Karst wysokość do 50 m średnica do 200 cm gęstość przy wilgotności 25% 340470 680kg/m³ sosna Pinus sylvestris L. wysokość do 40 m średnica do 00 cm gęstość przy wilgotności 25% 33050 890kg/m³ modrzew Larix decidua Mill. wysokość do 45 m średnica do 20 cm gęstość przy wilgotności 25% 440590850 kg/m³ buk Fagus silvatica L. wysokość do 40 m średnica do 50 cm gęstość przy wilgotności 25% 54072090 kg/m³ dąb Quercus robur L. wysokość do 50 m średnica do 200 cm gęstość przy wilgotności 25% 430690960 kg/m³
dr inż ZMIANY CECH wraz ze wzrostem GĘSTOŚCI Budowa drewna iglastego Przekrój poprzeczny Przekrój promienisty Przekrój styczny http://technikseiten.hsr.ch/fileadmin/technikseiten/bibliotheken/materialberichte/ho lz/holz_2.pdf Budowa drewna liściastego (brzoza) (brzoza) Przekrój poprzeczny Przekrój promienisty Zasadnicze tworzywa drzewne i materiały drewnopochodne tworzywa na bazie drewna litego drewno klejone i ulepszane (np. lignoston i lignomer, ThermoWood), płyty stolarskie, tworzywa na bazie elementów otrzymywanych przez wzdłużne rozszczepianie drewna litego Scrimber, Tim Tec, tworzywa na bazie forniru sklejka, lignofol oraz nowe materiały np. LVL i i PSL, materiały na bazie wiórów różne odmiany płyt wiórowych oraz OSB i nowemateriały np. LSL, materiały na bazie wełny drzewnej płyty wiązane cementem portlandzkim lub magnezytem, materiały na bazie trocin płyty trocinowe, trocinobeton, materiały na bazie włókien płyty pilśniowe wytwarzane metodą mokrą i metodą suchą (MDF). Przekrój styczny Drewno okrągłe Tarcica nieobrzynana obrzynana Deski Belki Bale Krawędziaki Łaty Elementy klejone warstwowo z desek Fornir i obłogi 2
dr inż Pozyskiwanie drewna budowlanego sortyment tarcicy a) Deski b) Bale c) Krawędziaki d) Belki e) Łaty Przykładowy SORTYMENT wyrobów z DREWNA PND96000:975 Tarcica iglasta ogólnego przeznaczenia Dataholz.com Drewno pełne konstrukcyjne Drewno klejone z desek LSL i PSL Płyty klejone KertoS LVL (Laminated Veneer Lumber) Sklejka FIŃSKA Płyty paździerzowe Sklejka KertoQ LVL (Laminated Veneer Lumber) Sklejka fińska składa się z płatów forniru sklejonych na krzyż tak, że włókna w przyległych warstwach przebiegają prostopadle do siebie. Nominalna grubość fornirów liściastych i iglastych wynosi,4 mm, a dla grubych fornirów iglastych od 2,0 3,2 mm. GATUNKI STANDARDOWEJ SKLEJKI FIŃSKIEJ Liściasta (Brzoza): (Brzoza) Wszystkie płaty forniru tworzące sklejkę są wykonane z drewna liściastego, najczęściej brzozowego. Mieszana Combi: Combi Dwie skrajne warstwy forniru z każdej strony arkusza są z drewna liściastego (brzozy), a warstwy wewnętrzne (środka) na przemian z drewna iglastego i brzozy. Mieszana Combi Mirror: Mirror Z każdej strony arkusza jest jedna warstwa (obłóg) z drewna liściastego (brzozy), a rdzeń składa się naprzemiennie z fornirów iglastych i liściastych. Iglasta: Cały arkusz zbudowany jest z fornirów z drewna iglastego. Warstwy Iglasta zewnętrzne (obłogi) wykonane są zwykle z drewna Świerkowego, czasem z sosny. OSB/ płyty ogólnego zastosowania, przeznaczone do OSB/ użytkowania w warunkach suchych OSB/2 OSB /2 płyty nośne, warunki suche OSB/3 OSB /3 płyty nośne, warunki wilgotne 2600/200 OSB/4 OSB /4 płyty o podwyższonej zdolności przenoszenia obciążeń, warunki wilgotne OSB Oriented Strand Board Obecnie w Polsce produkuje się płyty OSB/2, OSB/3 oraz OSB/4 3
Gęstość g/cm 3 Wytrzymałość a gęstość dla różnych gatunków drewna Średnioroczne przyrosty w mm Płyty wiórowe i paździerzowe Moduł sprężystości N/mm 2 wilgotność otoczenia wilgotność bezwzględna materiału higroskopijność nasiąkliwość??? WILGOĆ Wilgotność bezwzględna wyrażony w % stosunek masy wody zawartej w materiale do masy całkowitej wysuszonego materiału m w masa drewna wilgotnego [kg] m o masa drewna całkowicie wysuszonego [kg] drewno całkowicie wysuszone nie występuje w naturze, wilgotność równą 0 można uzyskać przez suszenie drewna w temperaturze 03 0 C drewno suszone na otwartej przestrzeni i osłonięte od opadów atmosferycznych osiąga w polskich warunkach klimatycznych wilgotność 220 % wilgotność równoważna drewna stan równowagi higroskopijnej w zależnie od gatunku drewna osiąga 2235% dwa zakresy wilgotności drewna. kapilarny (powyżej nasycenia włókien większość właściwości drewna nie zmienia się) 2. higroskopijny (poniżej nasycenia wł. większość właściwości drewna ulega zmianie) w tym zakresie drewno dąży do zachowania stanu równowagi Budownictwo ogólne tom Arkady Wilgotność drewna w przekroju Rozkład wilgotności w drewnie klejonym warstwowo do 20 dniach składowania w warunkach normalnych Rozkład wilgotności w drewnie klejonym warstwowo pracującego w warunkach pływalni GATUNEK DREWNA SOSNA (BIEL) SOSNA (TWARDZIEL) ŚWIERK (BIEL) DĄB (BIEL) DĄB (TWARDZIEL) BRZOZA JESION (BIEL) JESION (TWARDZIEL) GŁĘBOKOŚĆ WNIKANIA WODY W DREWNO PRZEZ POWIERZCHNIĘ [MM] CZOŁOWĄ PROMIENIOW STYCZNĄ Ą 5 2 5 0 6 8 7 NASIĄKLIWOŚĆ drewna litego ma ograniczone znaczenie w porównaniu z materiałami drewnopochodnymi, gdzie nasiąkliwość i pęcznienie uważa się za bardzo ważne kryteria jakościowe 4
zależność pęcznienia drewna świerkowego w trzech głównych kierunkach anatomicznych od wilgotności równoważnej. pęcznienie w kierunku podłużnym 2. pęcznienie w kierunku promieniowym 3. pęcznienie w kierunku stycznym ZMIANY CECH WRAZ ZE WZROSTEM WILGOTNOŚCI DREWNA http://facta.junis.ni.ac.rs/aace/aace99/aace990.pdf Wytrzymałość i skręcone włókna ściskanie; 2 zginanie; 3 rozciąganie Zależność wytrzymałości drewna od zmiany wilgotności Wpływ czasu trwania obciążenia na nośność Wpływ temperatury i wilgotności na wytrzymałość rozciąganie ścinanie wzdłuż włókien PĘKNIĘCIA ściskanie wzdłuż włókien zginanie Moduł sprężystości a temperatura 5
DEFORMACJE PODATNOŚĆ NA TECHNICZNE SZKODNIKI DREWNA Korozja biologiczna butwienie (w skutek występujących w drewnie bakterii następuje przebarwienie drewna) grzyby owady zagadnienia odporności ogniowej 6
Temperatura Zapłon Rozwój pożaru Pełny rozwój pożaru Czas Wygasanie pożaru Miarą ODPORNOŚCI OGNIOWEJ jest czas t F w minutach od początku badania do chwili osiągnięcie przez element próbny jednego ze stanów granicznych: nośności ogniowej R izolacyjności ci ogniowej I szczelności ci ogniowej E Mogą również wystąpić kryteria uzupełniające np. M odporności na działania mechaniczne S dymoszczelności D (T k ) skuteczności ognioochronnej (Tk temperatura krytyczna wyrażona w stopniach Celsjusza) oddziaływanie ognia wzdłuż włókien 50 mm 96 mm oddziaływanie ognia prostopadle do włókien w poprzek włókien wzdłuż włókien prędkość zwęglania [mm/min],4,2,0 0,8 0,6 0,4 sekwoja sosna dąb czerwony lipa 0,2 0 20 30 40 50 60 2 Strumień ciepła [kw/m ] 7