Wilgotność drewna a klejenie poprzeczne: Kluczowe aspekty

Drewno konstrukcyjne to surowiec o bogatej tradycji, niezwykle wszechstronny i wytrzymały. Jest to materiał o ściśle określonych parametrach, wykorzystywany powszechnie do wznoszenia stabilnych konstrukcji budowlanych oraz dachowych.

Gatunki drewna konstrukcyjnego

Spośród gatunków rodzimych, do produkcji drewna konstrukcyjnego stosuje się zazwyczaj drewno sosnowe, świerkowe, jodłowe oraz modrzewiowe. Najwyższej jakości drewno konstrukcyjne sprowadzane jest zwykle do Polski z zagranicy, przede wszystkim ze Skandynawii. Skandynawskie drewno (przede wszystkim sosnowe i świerkowe) charakteryzuje się doskonałymi parametrami wytrzymałości i gęstości.

  • Drewno sosnowe (PNSY): Wyróżnia się doskonałą wytrzymałością, sprężystością oraz łatwością obróbki. Należy do kategorii drewna średnio ciężkiego o zabarwionej twardzieli.
  • Drewno świerkowe (PCAB): Posiada bardzo dobre parametry wytrzymałości, ale wykazuje przy tym podatność na paczenie i pękanie. Należy do kategorii drewna lekkiego o niezabarwionej twardzieli.
  • Drewno jodłowe (ABAL): To drewno o dużej twardości oraz wysokiej sprężystości, ale mało podatne na impregnację. Należy do kategorii drewna lekkiego o niezabarwionej twardzieli.
  • Drewno modrzewiowe (LADC): Wykazuje bardzo dużą twardość oraz odporność na ogień. Należy do kategorii drewna umiarkowanie ciężkiego o zabarwionej twardzieli.
  • Drewno daglezjowe (PSMN): Jest dość twarde i trudno zapalne. Odznacza się bardzo wysoką trwałością i odpornością na ścieranie, ale wykazuje przy tym podatność na pękanie.

Co do zasady, spośród gatunków drewna liściastego, w budownictwie wykorzystywane są głównie (i to w niewielkim stopniu) drewno dębowe oraz bukowe. Drewno dębowe jest twarde, bardzo wytrzymałe oraz odporne na ścieranie. Pod wpływem zmiennej wilgotności odznacza się ono jednak stosunkowo dużą podatnością na kurczenie i paczenie. Drewno bukowe jest ciężkie, twarde i łupliwe. Wykazuje ono także podatność na pękanie i paczenie oraz niewielką odporność na działanie owadów.

Drewno klejone warstwowo

Do jego produkcji wykorzystuje się najczęściej wytrzymałe i odporne na wilgoć drewno świerkowe lub bardziej podatne na impregnację drewno sosnowe. Drewno klejone jest niezwykle plastyczne i wytrzymałe. Pozwala ono również znacząco ograniczyć zużycie materiału bez szkody dla bezpieczeństwa użytkowania konstrukcji.

Drewno klejone powstaje z wykorzystaniem specjalistycznych mas klejowych: kleju melaminowego (najczęściej) lub kleju rezorcynowego (znacznie rzadziej). Elementy klejone o szerokości poniżej 12 cm określane są jako słabo rozprzestrzeniające ogień (grupa materiałów SRO). Opisując zalety drewna klejonego warstwowo, nie sposób nie wspomnieć o jego wysokiej odporności ogniowej.

Przeczytaj także: Poradnik: walka z wilgocią w mieszkaniu

  • Drewno klejone warstwowo jednorodne (homogeneous): Klejonka o przekroju poprzecznym, na który składają się warstwy tarcicy tej samej klasy wytrzymałości oraz tego samego gatunku botanicznego (lub kombinacji różnych gatunków).
  • Drewno klejone warstwowo mieszane (combined): Klejonka o przekroju poprzecznym, na który składają się warstwy tarcicy różnych klas wytrzymałości tego samego gatunku botanicznego lub kombinacji różnych gatunków. Warstwy zewnętrzne zbudowane są z lameli o większej wytrzymałości, podczas gdy warstwy wewnętrzne tworzone są z desek niższej jakości.

W przypadku projektów wielkowymiarowych, najlepiej sprawdzi się drewno klejone w klasach GL28c oraz GL30c. W obrębie drewna klejonego wyróżniamy z kolei siedem klas wytrzymałości: GL20, GL22, GL24, GL26, GL28, GL30, GL32, opisanych dodatkowo znacznikami „c” lub „h”. Znacznik „c” stosuje się w przypadku materiału mieszanego (combined), gdy został on wyprodukowany z tarcicy o różnej wytrzymałości. Znacznik „h” zarezerwowany jest natomiast dla drewna klejonego jednorodnego (homogeneous).

Suszenie drewna konstrukcyjnego

Drewno przeznaczone do celów konstrukcyjnych musi zostać odpowiednio obrobione. Kupując drewno w tartaku, otrzymujemy najczęściej gotowy, odpowiednio wysuszony produkt. Największą popularnością cieszy się drewno konstrukcyjne obrzynane o przekroju prostokątnym lub kwadratowym. Tartaki oferują ponadto czterostronne struganie drewna, w wyniku którego wszystkie powierzchnie materiału zostają wygładzone.

Jedną z metod jest suszenie komorowe - gdy suszenie odbywa się w specjalistycznych pomieszczeniach, w temperaturze około 70-75°C i regulowanej wilgotności. Najlepsze rezultaty uzyskuje się w wyniku suszenia komorowego prowadzonego w warunkach kontrolowanej temperatury (70-75°C) i wilgotności. Wysoka temperatura pozwala wyjałowić drewno i oczyścić je z niepożądanych mikroorganizmów. Dzięki temu, materiał nie pęka i nie paczy się, uzyskując ponadto wysoką odporność na działanie grzybów, pleśni oraz różnego rodzaju insektów.

Odpowiednio przygotowane drewno konstrukcyjne nie musi być dodatkowo impregnowane. Wszystko zależy jednak od gatunku, klasy oraz zastosowanych metod produkcji. Suszenie komorowe drewna do wilgotności poniżej 20% pozwala praktycznie zrezygnować z impregnacji. Proces ten prowadzi bowiem do wyjałowienia materiału i oczyszczenia go z wszelkich organizmów, w tym owadów. Niski poziom wilgotności uzyskany podczas suszenia oraz gładka powierzchnia elementów czterokrotnie struganych uniemożliwiają insektom ponowne zagnieżdżenie się w materiale. Suche drewno konstrukcyjne nie sprzyja także rozwojowi niszczących grzybów i pleśni.

Właściwości mechaniczne drewna

Właściwości wytrzymałościowe drewna zależą przede wszystkim od rozkładu polimerów celulozy w ścianie komórkowej, która tworzy szkielet nośny drewna i od amorficznej (bezpostaciowej ) ligniny wypełniającej wolne przestrzenie szkieletu. Celuloza wpływa na właściwości sprężyste, lignina zaś na plastyczne.

Przeczytaj także: Wakacje w Bodrum

Jednym z najważniejszych parametrów surowca jest jego wytrzymałość na ściskanie. Wytrzymałość na ściskanie zależy od ciężaru objętościowego drewna, jego wilgotności, stosunku zawartości drewna wczesnego do późnego w słojach rocznych, liczby, stanu i usytuowania sęków, kierunku przebiegu włókien oraz temperatury. Cechą charakterystyczną drewna jako takiego jest wysoka wytrzymałość na rozciąganie wzdłuż włókien.

  • Wytrzymałość na ściskanie: Jest to opór, jaki stawia materiał drzewny poddany działaniu sił ściskających, powodujących jego odkształcenie lub zniszczenie.
  • Wytrzymałość na rozciąganie: Jest to opór, jaki stawia materiał drzewny poddany działaniu sił rozciągających, dążących do jego odkształcenia lub zerwania.
  • Wytrzymałość na zginanie statyczne: Zginanie statyczne występuje podczas wzrastającego powoli obciążenia zginającego.
  • Wytrzymałość na ścinanie: Określa się wartością przyłożonej siły ścinającej działającej równolegle do włókien, która powoduje zniszczenie odniesionej do wielkości obciążanego przekroju.

Podczas określania parametrów wytrzymałościowych poszczególnych gatunków i klas drewna, dużą wagę przywiązuje się również do tak zwanego modułu sprężystości. Modułem sprężystości nazywamy współczynnik proporcjonalności między odkształceniem jednostkowym a naprężeniem, które je wywołuje. Parametr ten posiada decydujący wpływ na sztywność elementów w danych warunkach obciążenia.

Wilgotność drewna: Kluczowy parametr

Wilgotność drewna określa procentowy stosunek masy wody zawartej w drewnie do masy drewna. Oznacza się ją w jednostkach wagowych albo w procentach. Rozróżnia się wilgotność techniczną drewna, związaną z wymaganiami obróbki oraz wilgotność użytkową zależną od jego zastosowania i warunków użytkowania. Wilgotność techniczna powinna być równa lub mniejsza o 2% od wilgotności użytkowej.

Higroskopijność drewna jest to zdolność do zmiany jego wilgotności zależnie od stanu temperatury i wilgotności otaczającego powietrza. Zdolność tę drewno ma tylko w przedziale 0 ÷ 30% wilgotności, tj. aż do osiągnięcia punktu nasycenia włókien. Wilgotność drewna odpowiadająca punktowi nasycenia włókien (górna granica chłonności błon komórkowych) wynosi przeciętnie 30%( wilgotność umowna).

Rodzaje wody w drewnie

W drewnie świeżo ściętym lub mokrym rozróżnia się wodę:

Przeczytaj także: Poradnik pomiaru wilgotności

  • Wolną (kapilarną): Wypełnia wnętrza komórek i przestrzenie międzykomórkowe, stanowiąc ok. 65% ogólnej zawartości wody w drewnie.
  • Związaną (higroskopijną): Nasyca błony komórkowe, stanowiąc ok. 30% ogólnej zawartości wody w drewnie.
  • Konstytucyjną (chemiczną): Wchodzi w skład związków chemicznych drewna, stanowiąc niewielki procent.

Wpływ wilgotności na drewno

Duże zmiany wilgotności mogą wpłynąć niekorzystnie na drewno, które jest wykorzystywane jako materiał budowlany. Przy zbyt dużym wysuszeniu i wilgotności spadającej do 0% drewno staje się materiałem bardzo nietrwałym. Staje się ono kruche i podatne na wszelkie pęknięcia. Zbyt duża wilgotność też nie jest zjawiskiem pożądanym. Drewno jest wtedy narażone na destrukcyjne działanie grzybów i owadów, co w konsekwencji prowadzi do jego gnicia.

Metody suszenia drewna

Istnieje kilka metod suszenia drewna, które można podzielić na:

  • Konwekcyjne: Wykorzystują zjawisko unoszenia ciepła.
  • Stykowe: Wykorzystują wymianę ciepła przez przewodzenie.
  • Za pomocą promieniowania: Wykorzystują zdolność ciał do przekazywania energii cieplnej na drodze promieniowania.
  • Prądem elektrycznym: Wykorzystują zjawisko strat dielektrycznych w izolatorach i półprzewodnikach pod wpływem pola elektrycznego.

Zmiany temperatury i wilgotności regulowane są według jednego z następujących sposobów:

  • Według upływu czasu od początku zaplanowanego procesu suszenia.
  • Według zmniejszającej się stopniowo wilgotności drewna.
  • Według zaobserwowanych w suszonym drewnie naprężeń.

Przechowywanie drewna

Przechowywanie różnego rodzaju materiałów tartych na wolnym powietrzu powinno się przeprowadzać w taki sposób, aby zabezpieczyć je przed deprecjacją oraz szkodliwymi czynnikami atmosferycznymi i szkodnikami biologicznymi (grzyby, owady). Skład tarcicy powinien być wyznaczany na suchym gruncie, nieosłoniętym i równym bądź z minimalnym spadkiem.

Łódkowanie parkietów

Bezpośrednią przyczyną powstawania zjawiska łódkowania jest różnica wilgotności między górną a dolną płaszczyzną klepek. Znaczny wpływ na łódkowanie ma stosunek szerokości do grubości klepki. W zasadzie przyjmuje się, że bezpieczna wartość powinna wynosić najwyżej 4:1. Jeżeli wartość tego współczynnika wynosi 8 :1 i więcej, to w fachowej literaturze określa się taką sytuację jako niemożliwą do opanowania.

Łódkowanie w znacznym stopniu zostanie opanowane, gdy podczas montażu parkietu, oczywiście na dobrze wyschniętym podkładzie (konieczny pomiar CM i protokół wilgotności), użyte zostaną tylko dobre i sprawdzone w parkieciarstwie kleje i grunty profesjonalnych firm. Norma DIN 280, określająca wilgotność parkietu na 9% +/- 2, zawiera chyba najbardziej optymalne dla naszej strefy klimatycznej wartości i większość polskich producentów już wykonuje parkiety na jej podstawie.

Podsumowanie

Decydując się na zakup drewna konstrukcyjnego, powinniśmy zwracać szczególną uwagę na charakterystyczny symbol CE. Prawo do certyfikacji drewna konstrukcyjnego uzyskuje się poprzez wdrożenie systemu Zakładowej Kontroli Produkcji (ZKP) umożliwiającego stałą ocenę zgodności produkowanych materiałów z dyrektywami Unii Europejskiej. Cena drewna konstrukcyjnego zależy od jego gatunku, klasy, zastosowanych metod obróbki, wymiarów oraz dostępności. Najlepszą dostępnością charakteryzuje się drewno lite iglaste (przede wszystkim świerkowe, nieco rzadziej - sosnowe) w klasach C24 i C27 oraz drewno klejone w klasie GL24h.

Wartość drewna jako surowca konstrukcyjnego ilustruje znakomicie zestawienie go z innymi materiałami pod względem wartości współczynnika jakości wytrzymałościowej J. Na podstawie danych, które prezentujemy poniżej, można stwierdzić, że drewno najwyższej jakości (klasa wyborowa) dorównuje swoją wytrzymałością elementom metalowym, przewyższając przy tym znacznie wyroby z tworzyw sztucznych. Współczynnik jakości wytrzymałościowej wyraża się w metrach (m) lub kilometrach (km).

Materiał Współczynnik jakości wytrzymałościowej
Drewno (klasa wyborowa) [Wartość]
Elementy metalowe [Wartość]
Wyroby z tworzyw sztucznych [Wartość]

tags: #wilgotność #drewna #do #klejenia #poprzecznego

Popularne posty: