Drewno konstrukcyjne: skład, wilgotność i normy
- Szczegóły
Drewno konstrukcyjne jest szeroką grupą odmian materiału, których wspólną cechą jest przeznaczenie do budowy konstrukcji architektonicznych. Podobnie jak wykonywane z niego struktury, różni się parametrami takimi jak twardość czy wytrzymałość. Ma to znaczenie przy doborze drewna do projektu. Inny materiał jest potrzebny do wzniesienia szkieletu domu, a inny na pergolę czy wiatę garażową. W wyborze pomaga klasa drewna konstrukcyjnego.
Klasy drewna konstrukcyjnego
Aby dana tarcica mogła być wykorzystana w budownictwie, musi spełnić szereg norm, gwarantujących bezpieczeństwo powstałej z drewna konstrukcji. Bardzo precyzyjnie wskazują je przepisy budowlane oraz normy dotyczące konstrukcji więźby dachowej czy szkieletu domu skandynawskiego. Aby ułatwić dobór tych parametrów, których ocena wizualna nie jest możliwa dla klienta, wprowadzono klasy drewna konstrukcyjnego.
Wskazują one, jaka jest wytrzymałość materiału w danej klasie oraz stanowią podstawowe kryterium porównawcze z drewnem wskazanym w projekcie i zaleceniu normy. Klasy drewna litego są oznaczane dużą literą C (dla drewna drzew iglastych) lub D (dla drewna drzew liściastych) oraz przypisaną do niej liczbą. Symbol ten zastąpił stosowane wcześniej oznaczenie literą K, co warto wiedzieć, gdyż wciąż jeszcze można je spotkać w składach drewna.
Liczba ulokowana za literą jest przypisana do zbioru cech takich jak wytrzymałość na ściskanie wzdłuż włókien, rozciąganie czy ścinanie. Wszystkie odmiany drewna litego iglastego drzew takich jak jodła, świerk, modrzew czy sosna podzielono na 12 klas oznaczonych symbolami: C14, C16, C18, C20, C22, C24, C27, C30, C35, C40, C45, C50.
Oddzielną kategorię tworzą klasy drzewa liściastego. Zaliczają się do niego gatunki takie jak buk, dąb, brzoza, akacja, grab, jawor, klon, lipa czy jesion, które są objęte klasami D18, D24, D30, D35, D40, D50, D60 i D70.
Przeczytaj także: Wilgotność i lipidy skóry a czynniki zewnętrzne
Właściwości i parametry drewna konstrukcyjnego
Oznaczenie klasy drewna konstrukcyjnego nie dotyczy tylko jednego parametru. Chociaż powszechnie używa się określenia, na przykład klasa wytrzymałości C50, w rzeczywistości oznaczenie to dotyczy kilku parametrów fizycznych materiału. Stanowią one zespół cech, dla których drewno danej klasy w tych samych warunkach zachowa się tak samo.
Jednocześnie materiał klasy C27 ma konkretną wytrzymałość na ściskanie wzdłuż włókien, ważną przy jego obciążeniu montowanymi wyżej elementami oraz równie konkretną wytrzymałość na rozciąganie czy ścinanie. To właśnie te parametry decydują, czy drewno danej klasy może być zastosowane do budowy więźby dachowej, konstrukcji szkieletowej czy wiaty garażowej.
Wśród parametrów, które są objęte jedną klasą, można wymienić trzy grupy cech:
- Wartości wytrzymałościowe (N/mm2) na:
- zginanie,
- rozciąganie wzdłuż włókien,
- rozciąganie w poprzek włókien,
- ściskanie wzdłuż włókien,
- ściskanie w poprzek włókien,
- ścinanie.
- Właściwości sprężyste (kN/mm2):
- średni moduł sprężystości wzdłuż włókien,
- średni moduł sprężystości w poprzek włókien,
- średni moduł odkształcania postaciowego,
- 5% kwantyl modułu sprężystości wzdłuż włókien.
- Gęstość charakterystyczna i średnia.
Jak interpretować klasy wytrzymałości drewna? Przypisane do nich parametry można znaleźć w specjalnej tabeli. Na przykład drewno sosnowe klasy C30 ma wytrzymałość na zginanie 30 N/mm2, na ściskanie wzdłuż włókien - 23 N/mm3, a gęstość średnią 430 kg/m3. Klasa drewna C30 ma też średni moduł sprężystości wzdłuż włókien 12 kN/mm2.
Klasy sortownicze drewna
Zaliczanie drewna konstrukcyjnego do konkretnych klas wymaga specjalistycznych badań, przeprowadzanych z użyciem drogiego sprzętu takiego jak aparat RTG czy do rezonansu magnetycznego. W warunkach tartaku nie jest to możliwe, dlatego wprowadzono łatwiejszy do wykonania podział na klasy sortownicze drewna. Do jego przeprowadzenia niezbędne jest doświadczenie pracownika oraz wiedza, na jakie cechy musi zwracać uwagę. Warunkiem przeprowadzenia takiej klasyfikacji jest uzyskanie przez tartak certyfikatu CE.
Przeczytaj także: Woda Jan: Kompleksowa analiza
Wyróżnia się trzy klasy sortownicze drewna:
- KW (klasa wyborowa),
- KS (klasa średniej jakości),
- KG (klasa gorszej jakości).
Podstawą tej klasyfikacji jest struktura drewna oceniana tzw. okiem nieuzbrojonym. O przypisaniu do danej klasy decydują usłojenie, ilość sęków czy przebarwień. Za konstrukcyjne uznaje się jedynie pierwsze dwie klasy. Klasa KG to drewno odpadowe.
Ponadto drewno konstrukcyjne musi mieć określoną wilgotność, która wynosi nie więcej niż 23% dla elementów zewnętrznych konstrukcji oraz 18% dla elementów izolowanych od otoczenia.
Wilgotność drewna konstrukcyjnego: normy i znaczenie
Wilgotność drewna jest kluczowym czynnikiem wpływającym na jego stabilność i odporność na deformacje. Kontrola wilgotności drewna konstrukcyjnego jest niezbędna, aby zapewnić jego trwałość i stabilność wymiarową. Wilgotność drewna wpływa na jego właściwości mechaniczne oraz podatność na odkształcenia. Drewno konstrukcyjne musi być odpowiednio suszone, aby osiągnąć wilgotność w granicach 15-18%, co minimalizuje ryzyko jego kurczenia się lub pęcznienia w trakcie użytkowania.
Tarcica konstrukcyjna nie może mieć wyższej wilgotności niż 18%, zaleca się, aby poza suszeniem na powietrzu, drewno zostało wysuszone w komorze suszarniczej. Suszenie drewna zwiększa wytrzymałość drewna głównie na zginanie, ponad to podczas wysychania drewno ujawnia tendencję do krzywienia się i paczenia. Suszenie komorowe odbywa się w temperaturze osiągającej minimum 56 stopni Celsjusza utrzymanej przez minimum 30 min - gwarantuje to, że żaden szkodnik drewna nie ma możliwości przeżycia takiego zabiegu. Drewna konstrukcyjnego poddanemu suszeniu komorowemu nie trzeba dodatkowo impregnować o ile zostanie użyte w miejscach suchych.
Przeczytaj także: Wpływ smakowej wody mineralnej na Twoje zdrowie
Drewno jest materiałem higroskopijnym, co oznacza, że pochłania i oddaje wilgoć z otoczenia. Z tego powodu właściwa wilgotność drewna konstrukcyjnego i budowlanego jest podstawą trwałości każdego projektu. Drewno, jako materiał organiczny, naturalnie reaguje na zmiany wilgotności w otoczeniu, co prowadzi do jego pęcznienia (gdy wilgoć jest wchłaniana) lub kurczenia się (gdy wilgoć jest oddawana).
Drewno, które absorbuje wilgoć, zwiększa swoją objętość (pęcznieje), natomiast gdy traci wilgoć, kurczy się. Co więcej, zdolność drewna do pochłaniania wilgoci oznacza, że w niewłaściwych warunkach może ono zbyt łatwo pochłaniać wodę. Prowadzi to do degradacji, pleśni, gnicia, czy nawet uszkodzenia całej struktury. Kontrolowanie higroskopijności pomaga w zapobieganiu takim problemom. Drewno o stabilnej wilgotności zachowuje swoje właściwości mechaniczne, co jest kluczowe w budownictwie.
Jak zmierzyć wilgotność drewna?
Istnieje kilka sposobów pomiaru wilgotności drewna.
- Metoda suszarkowo-wagowa polega na pobraniu próbki o wymiarach 2x2x2 cm ze środka badanej deski czy elementu w odległości 15-25 cm od czoła, zważeniu jej i umieszczeniu w suszarce elektrycznej-laboratoryjnej, wyposażonej w termoregulację (która utrzymuje temperaturę na żądanym poziomie z dokładnością do +/- 5 °C). Proces suszenia próbek odbywa się w granicach 100 °C i do chwili kiedy próbki osiągną stały ciężar, tj. jaki był między przedostatnim a ostatnim ważeniem i nie przekracza 0,3%.
- Metoda elektrometryczna nie wymaga pobrania próbek drewna i polega na pomiarze oporu elektrycznego, który jest zmienny w zależności od poziomu wilgotności drewna. Do pomiarów wilgotności metodą elektromagnetyczną służą wilgotnościomierze. Wśród nich najczęściej spotykany typ wilgotnościomierza do drewna to model oporowy. Działa na zasadzie pomiaru oporu elektrycznego między dwoma metalowymi elektrodami (igłami) wbitymi w drewno. Drewno, które zawiera więcej wilgoci, przewodzi prąd elektryczny lepiej niż drewno suche. Ten rodzaj pomiaru wilgotności drewna jest bardzo dokładny.
- Alternatywą jest wilgotnościomierz pojemnościowy. Ten typ wilgotnościomierza działa bez konieczności wbijania elektrod w drewno. Zamiast tego mierzy zmianę pojemności elektrycznej na powierzchni drewna. Urządzenie emituje pole elektromagnetyczne. Zawartość wilgoci w drewnie wpływa na zmianę pojemności elektrycznej tego pola. Jego wadą jest to, że urządzenie jest mniej dokładne niż wilgotnościomierz oporowy, szczególnie w głębszych warstwach materiału.
Drewno C24: norma i właściwości
Klasa drewna C24 to jeden z najczęściej wybieranych standardów w budownictwie. Wynika to z wielu powodów, w tym bardzo atrakcyjnego stosunku ceny do jakości surowca. Aby materiał mógł zostać zakwalifikowany do tej klasy, musi spełniać określone wymagania wytrzymałościowe, a także dotyczące sprężystości i gęstości. Nie bez znaczenia jest też wilgotność drewna konstrukcyjnego.
Klasy drewna konstrukcyjnego to oznaczenia, które pozwalają precyzyjnie określić parametry techniczne materiału. Ułatwiają dobór surowca do konkretnych obciążeń i zastosowań, gwarantując trwałość i bezpieczeństwo konstrukcji. W przypadku drewna iglastego stosuje się oznaczenia literą „C”, a dla liściastego „D” - po których następuje liczba odpowiadająca wytrzymałości na zginanie w MPa. Dokładną wytrzymałość drewna o danym oznaczeniu określa tabela zawarta w normie PN-EN 338, która opisuje również wymagania dotyczące sprężystości i gęstości. Im wyższa wartość liczbowego oznaczenia, tym lepsze właściwości mechaniczne materiału.
Klasa drewna C24 to jedna z najczęściej stosowanych klas wytrzymałości drewna iglastego, szczegółowo opisana w europejskiej normie PN-EN 338. Dokument ten określa precyzyjne wymagania, jakie musi spełniać drewno, aby zostać zakwalifikowane do tej kategorii. Jeśli chodzi o drewno C24, norma określa też inne istotne parametry. Należy do nich wilgotność drewna konstrukcyjnego, która dla klasy C24 nie może przekraczać 18% (+/-2%). Surowiec musi być strugany i suszony komorowo do tego poziomu.
Wymienione parametry, w tym wytrzymałość drewna, którą określa tabela z normy PN-EN 338, mają ogromne znaczenie dla konstruktorów i projektantów, którzy muszą dobrać materiał odpowiedni do rodzaju obciążeń i specyfiki projektu.
Norma jasno określa szereg parametrów, które musi wykazywać surowiec. Ale co to oznacza w praktyce? Drewno konstrukcyjne C24 to materiał o wysokiej wytrzymałości na obciążenia i warunki atmosferyczne. Dzięki suszeniu komorowemu wykazuje odporność na grzyby i insekty. Z kolei proces strugania przekłada się na minimalną i fizyczną ochronę przed ogniem. Jest to surowiec o uniwersalnym zastosowaniu, który łączy bardzo dobre parametry z racjonalną ceną. Drewno C24 spełnia wymagania wielu projektów budowlanych, zapewniając trwałość i bezpieczeństwo przez długie lata.
Może być z powodzeniem stosowane w budowie altan, domów, dachów, skrytek narzędziowych i wszelkiej architektury ogrodowej. W ofercie dostępne jest drewno skandynawskie C24 sklasyfikowane według naprężeń maszynowo, co przekłada się na pewność i doskonałą jakość materiału. Proponowane jest klientom drewno lite o różnych grubościach (najczęściej 45 i 60 mm), szerokościach i długościach. To doskonały wybór do budowy dachów, belek stropowych, ścian, altan czy pergoli, a także wielu innych zastosowań.
Dodatkowe cechy i obróbka drewna konstrukcyjnego
Tarcica konstrukcyjna musi mieć określoną przez Audyt Danego Okręgu Leśnego gęstość drewna. We wszystkich powyższych klasach materiał jest strugany z zaokrąglonymi krawędziami i po suszarni komorowej.
Tarcica konstrukcyjna ma bezwzględny obowiązek posiadania ściętych krawędzi- oznacza to że drewno ostrokrawężne nie może zostać używane w konstrukcjach nośnych, krawędź może być zaokrąglona lub fazowana pod kątem 45 stopni.
Oferowana tarcica konstrukcyjna poddana jest suszeniu komorowemu - W komorze suszarniczej w najbardziej rozgrzanym momencie temperatura otoczenia musi osiągnąć minimum 56°C i w takiej temperaturze drewno musi być utrzymywane przez 30 min tak przygotowane drewno konstrukcyjne producenci oznaczają znakiem [KD-56°C//30min] Cały proces suszenia wraz z wystudzaniem trwa około 72 godzin. Po obróbce suszenia w wysokich temperaturach mamy pewność że żaden szkodnik i larwy nie przeżyły, dlatego z powodzeniem możemy stosować tarcicę konstrukcyjną bez dodatkowej impregnacji w miejscach suchych np. Szkieletach Domów z Drewna.
Do użycia tego drewna w warunkach zewnętrznych wymagana jest dodatkowa impregnacja drewna, chemią do drewna przeznaczoną do użytku zewnętrznego. Powierzchnia oferowanych kantówek z Tarcicy Konstrukcyjnej jest strugana (wygładzona), a krawędzie kantówki są najczęściej zaokrąglone zgodnie z normą dla Tarcicy Konstrukcyjnej, służy to temu, aby drewno miało wyższą odporność na zapalanie, a po dodatkowej impregnacji chemicznej drewna osiągnięcie klasy materiału trudnozapalnego.
Wybór drewna konstrukcyjnego
Jeśli kupujesz drewno konstrukcyjne, klasy wytrzymałości powinny stanowić podstawowy czynnik decydujący o jego wyborze. Kierując się jedynie klasą sortowniczą, otrzymasz materiał budowlany o nieznanych Ci parametrach. Dlatego jego wykorzystanie zgodnie z normą nie będzie gwarantowane.
Ponieważ jednak klasa sortownicza i wytrzymałościowa są powiązane, kupując drewno konstrukcyjne klasy KW, masz pewność, że jest to odpowiednik przynajmniej klasy drewna C30. Cena tego materiału jest relatywnie niska w stosunku do wyższych klas, a pod względem wytrzymałości jest on odpowiedni do budowy np. domu jednorodzinnego.
Znacznie droższe są gatunki syberyjskie, czterokrotnie strugane i impregnowane. Jeśli chcesz zaoszczędzić kupując drewno konstrukcyjne, cena będzie niższa w przypadku polskiego świerku, który musisz samodzielnie pokryć impregnatem.
Normy dotyczące drewna konstrukcyjnego
- PN-EN 338:2004 Drewno konstrukcyjne.
- PN-EN 336:2004 Drewno konstrukcyjne.
- PN-B-03150:2000/Az2:2003 Konstrukcje drewniane.
- PN-EN 519:2000 Drewno konstrukcyjne. Sortowanie.
Różnice między tarcicą suchą a mokrą
Podstawowa różnica między tarcicą suchą a mokrą tkwi w zawartości wilgoci, co bezpośrednio przekłada się na właściwości materiału. Tarcica sucha, o wilgotności poniżej 18%, charakteryzuje się większą stabilnością wymiarową i odpornością na odkształcenia. Tarcica mokra, której wilgotność przekracza 30%, jest łatwiejsza w obróbce, ale wymaga uwzględnienia późniejszego skurczu podczas wysychania.
- Tarcica sucha (wilgotność poniżej 18%):
- Większa stabilność wymiarowa
- Wyższa odporność na biodegradację
- Lepsza przyczepność środków ochronnych
- Wyższa cena zakupu
- Tarcica mokra (wilgotność powyżej 30%):
- Niższa cena
- Łatwiejsza obróbka mechaniczna
- Większy ciężar własny
- Wymagane uwzględnienie skurczu
Zastosowanie tarcicy suchej i mokrej
Tarcica sucha znajduje zastosowanie przede wszystkim w elementach konstrukcyjnych wymagających wysokiej precyzji i stabilności wymiarowej. Jest szczególnie polecana do budowy domów, gdzie dokładność wykonania ma kluczowe znaczenie. Suszenie tarcicy w warunkach kontrolowanych pozwala uzyskać materiał o przewidywalnych właściwościach, co znacząco ułatwia projektowanie i wykonawstwo.
Tarcica mokra, mimo swoich ograniczeń, znajduje szerokie zastosowanie w budownictwie, szczególnie w konstrukcjach tymczasowych i elementach, które nie wymagają wysokiej precyzji wymiarowej. Jest często wybierana do szalunków fundamentów, konstrukcji pomocniczych oraz w sytuacjach, gdy planowane jest naturalne sezonowanie drewna na placu budowy. Istotną zaletą tarcicy mokrej jest jej niższa cena oraz łatwość obróbki mechanicznej. Wilgotne drewno jest bardziej plastyczne, co ułatwia cięcie, heblowanie i inne procesy obróbki. Należy jednak pamiętać o odpowiednim składowaniu takiego materiału oraz uwzględnieniu zmian wymiarowych podczas wysychania.
Normy wilgotności dla różnych zastosowań
- Konstrukcje dachowe: 15-18%
- Elementy wewnętrzne: 12-15%
- Stolarka budowlana: 10-12%
- Szalunki i konstrukcje tymczasowe: do 30%
Kontrola wilgotności tarcicy jest kluczowym elementem podczas jej doboru do konkretnych zastosowań. Pomiary powinny być wykonywane za pomocą profesjonalnych wilgotnościomierzy, a wyniki dokumentowane dla celów gwarancyjnych. Szczególną uwagę należy zwrócić na równomierność wysuszenia materiału na całym przekroju.
Impregnacja drewna konstrukcyjnego
Impregnacja drewna konstrukcyjnego to kluczowy proces, który ma na celu zwiększenie odporności materiału na wilgoć, pleśń, grzyby oraz owady.
- Malowanie i natryskiwanie - najprostsza metoda, polegająca na nałożeniu warstwy impregnatu na powierzchnię drewna.
- Nasycanie olejowe - stosowane w przypadku drewna, które ma być eksponowane na czynniki atmosferyczne (np.
Przechowywanie drewna konstrukcyjnego
Nawet najlepiej przygotowane drewno konstrukcyjne może ulec uszkodzeniu, jeśli jest niewłaściwie przechowywane.
- ❌ Brak zabezpieczenia przed wilgocią - drewno powinno być składowane pod zadaszeniem lub przykryte wodoodporną plandeką.
- ❌ Bezpośredni kontakt z gruntem - może prowadzić do podciągania wilgoci i rozwoju pleśni.
Podsumowanie
Prawidłowe właściwości drewna konstrukcyjnego wpływają na jego trwałość i długowieczność w każdej konstrukcji budowlanej, zwłaszcza więźby dachowej czy domu o konstrukcji szkieletowej. Drewno konstrukcyjne powinno posiadać określoną wytrzymałość, twardość, wilgotność, odporność na ściskanie i rozciąganie a przede wszystkim bark widocznych wad, jak przerośnięte sęki czy zbyt duże pęknięcia.
tags: #skład #tarcicy #wilgotność #normy
