[Normy i klasyfikacja drewna]       
[Normy i klasyfikacja drewna]

Normy i klasyfikacja drewna

Klasy drewna

Stosuje się czterostopniową klasyfikację jakości: od I do IV. Dana klasa oznacza przede wszystkim przydatność drewna do konkretnego zastosowania (na konstrukcje, na elementy wykończeniowe, na palety). Nie określa natomiast wartości konstrukcyjnej drewna. W budownictwie używa się najczęściej klas I, II i III. Klasy nie określają jakości wykonania elementów ani ich właściwości technicznych, charakteryzują tylko ich wygląd, jednolitość barwy oraz usłojenie:

• I klasa - bez sęków; jednolita barwa; równomierne, prostoliniowe usłojenie;

• II klasa - nieliczne i niewielkie sęki (średnicy do 6 mm); nieznaczne różnice barwy; słoje lekko zakrzywione, pofalowane;

• III-V klasa - dopuszczalne sęki o średnicy większej niż 6 mm; barwa i usłojenie elementów mogą się wyraźnie różnić.

Klasy wytrzymałości

Cechy wytrzymałościowe oraz właściwości sprężyste różnych rodzajów drewna stosowanego w budownictwie podano w tabeli 2. (wg PN-EN 338:2004).

[PN-EN 338:2004]

Przyznaje się klasy wytrzymałości: C15 - C50. Cyfra oznacza wytrzymałość na zginanie drewna o wilgotności 15%. Im jest ona wyższa, tym drewno jest bardziej wytrzymałe.

W budownictwie jednorodzinnym stosuje się zwykle drewno klasy C24 i C27, C30 ponieważ klasy C30 i C35 jest zbyt drogie, a klasy C20 i C22 zbyt słabe i nadaje się jedynie na drugorzędne elementy, których uszkodzenie nie spowoduje zniszczenia konstrukcji nośnej.

Klasy użytkowania konstrukcji

• klasa 1. charakteryzująca się zawartością wilgoci w materiale odpowiadającą 20°C i wilgotności względnej otaczającego powietrza przekraczającej 65% tylko kilka tygodni w roku; w klasie tej przeciętna zawartość wilgoci w większości gatunków drewna iglastego nie przekracza 12%,

• klasa 2. charakteryzuje się zawartością wilgoci w materiale odpowiadającą 20°C i wilgotności względnej otaczającego powietrza przekraczającej 85% tylko przez kilka tygodni w roku; w klasie tej przeciętna zawartość wilgoci w większości gatunków drewna iglastego nie przekracza 20%, Budynki mało- i średniokubaturowe z drewna i materiałów drewnopochodnych.

• klasa 3. użytkowania odpowiada warunkom powodującym wilgotność drewna wyższą niż w klasie 2. użytkowania; klasa ta dotyczy tylko wyjątkowych przypadków konstrukcji.

Jeżeli kombinacja obciążeń zawiera oddziaływania należące do różnych klas trwania obciążenia, wartość kmod należy przyjmować odpowiednio do oddziaływania w najkrótszym czasie trwania; np. dla kombinacji obciążeń stałego i krótkotrwałego przyjmuje się wartość kmod jak dla obciążenia krótkotrwałego.

Wilgotność drewna

Dopuszczalna wilgotność drewna iglastego, stosowanego na elementy konstrukcyjne, zależna jest od warunków eksploatacji i od przyjętej technologii wytwarzania. Wilgotność ta nie powinna przekraczać:

• 20% - w konstrukcjach chronionych przed zawilgoceniem,

• 23% - w konstrukcjach znajdujących się na wolnym powietrzu,

• 15% - w konstrukcjach klejonych zgodnie z wymaganiami technologii klejenia.

Skład chemiczny drewna

Podstawowymi pierwiastkami wchodzącymi w skład drewna są: węgiel (49,5%), tlen (43,8%), wodór (6,0%), azot (0,2%) i inne. Tworzą one związki organiczne: celulozę, hemicelulozę i ligninę, są to związki podstawowe. Ponadto w drewnie występują też: cukier, białko, skrobia, garbniki, olejki eteryczne, guma oraz substancje mineralne, które po spaleniu dają popiół. Skład chemiczny zależy od rodzaju drzewa, klimatu, gleby itp.

Właściwości fizyczne drewna

• barwa drewna krajowego nie odznacza się tak dużą intensywnością, jak niektórych gatunków egzotycznych (mahoń, palisander). Drewno z drzew krajowych ma barwę od jasnożółtej do brązowej.

• rysunek drewna - różni się w zależności od przekroju, barwy drewna, wielkości przyrostów, sęków itp.

• połysk - związany jest z twardością drewna i gładkością powierzchni. Połysk najbardziej jest widoczny w przekroju promieniowym.

• gęstość pozorna drewna - zależy od jego wilgotności, rodzaju drzewa z którego jest otrzymane. Przy wilgotności 15% waha się przykładowo od 470 - 480 kg/m3 dla świerku do 810-830 kg/m3 dla grabu. (Wartości przykładowe dla innych gatunków: sosna 540-550 kg/m3, dąb 700-710 kg/m3, buk 720-730 kg/m3, jesion 740-750 kg/m3).

• higroskopijność - to skłonność materiału do wchłaniania wilgoci z powietrza. Drewno zawsze wchłania wilgoć lub oddaje ją do pomieszczenia tak długo, aż osiągnie stan równowagi pomiędzy własną wilgotnością a wilgotnością otoczenia. Drewno stosowane w miejscach o dużej wilgotności powinno być zabezpieczone przed jej wchłanianiem.

• przewodność cieplna - drewno źle przewodzi ciepło, zatem jest dobrym izolatorem. Oczywiście współczynniki przewodności cieplnej zależą od rodzaju drzewa i stopnia wilgotności drewna.

• skurcz i pęcznienie - drewno wilgotne podczas suszenia zawsze kurczy się, podczas nasiąkania wodą pęcznieje. Podczas skurczu drewno pęka i paczy się. Dlatego konstrukcje drewniane (więźby, ramy okienne, listwy boazeryjne itp.) powinny być przygotowywane z drewna już wysuszonego, do takiej wilgotności, w jakiej będzie ono użytkowane. (Najczęściej używa się do wykonania elementów konstrukcyjnych drewna w stanie powietrzno-suchym).

• wilgotność - zależy od warunków w jakich drewno się znajduje i ma znaczny wpływ na pozostałe właściwości drewna. Bezpośrednio po ścięciu wilgotność drewna wynosi ponad 35%, ale może być znacznie większa.

• zapach - każdy gatunek drewna ma swój specyficzny zapach. Pochodzi on od znajdujących się w drewnie żywic, olejków eterycznych, garbników itp. Z biegiem lat, drewno traci zapach.

Drewno w stanie określanym jako powietrzno-suche (wyschnięte na wolnym powietrzu) ma wilgotność około 15 - 20%, przechowywane w suchych pomieszczeniach - ma wilgotność 8 - 13%. Duża wilgotność drewna bywa powodem paczenia się wyrobów, stwarza warunki sprzyjające rozwojowi grzyba. Gdyby drewno zostało wysuszone do wilgotności 0% stałoby się materiałem łatwo pękającym i kruchym. Praktycznie nie byłoby można wykonać z takiego drewna żadnej konstrukcji czy przedmiotów użytkowych.

Właściwości mechaniczne

Drewno jest materiałem anizotropowym, jego wytrzymałość na ściskanie, rozciąganie, zginanie zależy od kierunku działania sił w stosunku do włókien.

Drewno znacznie łatwiej przenosi siły (ma większą wytrzymałość) działające wzdłuż włókien; wraz ze wzrostem kąta odchylenia tych sił od kierunku włókien wytrzymałość drewna zmniejsza się. W zależności od osiąganej minimalnej wartości wytrzymałości mechanicznej drewno dzieli się na klasy. Przykładowe wartości wytrzymałości drewna na ściskanie w zależności od klasy:

• ściskanie wzdłuż włókien - 16 MPa - 26 MPa (gatunki liściaste) i 23 - 34 MPa (gatunki iglaste)

• ściskanie w poprzek włókien od 4,3 - 6,3 MPa (gatunki liściaste) i 8,0 - 13,5 MPa (gatunki iglaste)

• twardość - jest mierzona oporem stawianym przez drewno podczas wciskania stalowej kulki o ściśle określonej wielkości. Twardość zależy od gatunku drzewa, z którego drewno pochodzi.

Do gatunków twardych należą między innymi: modrzew, robinia akacjowa czyli grochodrzew (nazywany błędnie akacją), buk, dąb, grab, jesion, jawor, wiąz. Do najbardziej miękkich: lipa, olcha, osika, topola. Drewno miękkie jest znacznie łatwiejsze w obróbce, stąd często jest używane przez rzeźbiarzy (np. ołtarz w kościele Mariackim w Krakowie jest wyrzeźbiony z lipy). Przykładowa twardość mierzona metodą Janki (przy pomocy kulki metalowej o przekroju 1 cm2) przy 15 % wilgotnosci surowca, dla niektórych gatunków drewna wynosi:

• ścieralność - drewna twarde są najczęściej najodporniejsze na ścieranie. Ta cecha ma duże znaczenie przy wyborze drewna jako materiału do wykonania np. podłóg.