Użyteczność drewna

Drewno jest szczególnym materiałem, nie tylko dlatego że posiada bardzo dobre właściwości fizyczne, ale również dlatego że jest dziełem natury, a nie człowieka.


Najważniejszymi właściwościami fizycznymi drewna dla branży budowlanej są jego wilgotność, gęstość iwytrzymałość. Dla budownictwa mieszkaniowego szczególnie istotnym parametrem będzie przenikalność cieplna, a dla przemysłu reakcja na kwasy i zasady.
W tym artykule zajmiemy się porównaniem właściwości fizycznych drewna i innych materiałów.

Wytrzymałość

Gęstość wysuszonej próbki waha się od 0,45 do 0,55 g/cm2, beton jest pięciokrotnie cięższy, a w przypadku stali nawet siedemnastokrotnie. Drewno w stanie powietrzno suchym zawiera bardzo niewiele wody. Zawartość wilgoci jest zależna od wilgotności względnej powietrza. W zwyczajnych warunkach pomieszczeń zamkniętych, wartość ta waha się pomiędzy 7 a 15% masy drewna.
Szczególnie warte uwagi są wartości wytrzymałości drewna w porównaniu z innymi materiałami takimi jak stal czy beton. W poniższej tabeli zostały przedstawione różne wartości wytrzymałości dla: próbek pozbawionych wad dwóch gatunków drewna, najpopularniejsze klasy wytrzymałości drewna, stal i beton.

Tabela nr 1. Wytrzymałości drewna stali betonu

Jak widać czy to w przypadku specjalnie dobranych małowymiarowych próbek laboratoryjnych pozbawionych wad, czy też najpopularniejszych dostępnych na rynku klas wytrzymałościowych drewna, materiał ten nie odbiega od pozostałych materiałów pod względem wytrzymałości. Jednak tego czego nie widać na pierwszy rzut oka, przedstawia kolejny wykres. Na nim przedstawiam sprowadzone wartości poszczególnych rodzajów wytrzymałości do kilograma masy tzn. dzielę wytrzymałość na gęstość.  Otrzymana wartość informuje nas jak bardzo „ekonomiczny” jest każdy gram danego materiału.

Zestawienie nr 1. Sprowadzone wartości wytrzymałości.

Ciekawie prezentuje się również diagram przedstawiający sprowadzone wartości modułów elastyczności na 1g masy.

Zestawienie nr 2. Moduły elastyczności na 1 gram masy: drewna stali betonu.

Jak widać, nie tylko drewno dorównuje swoimi wartościami stali, ale niejednokrotnie przewyższa je. Również bardzo dobrze prezentuje się wynik w porównaniu sztywności.

Długość zerwania

Długość zerwania jest teoretyczną wartością porównawczą dla wytrzymałości na rozciąganie materiałów budowlanych. Opisuje stosunek wytrzymałości na rozciąganie do ciężaru właściwego materiału budowlanego. Czyli mówiąc po naszemu, jest długością swobodnie zawieszonego pręta, przy której ulega zerwaniu pod ciężarem własnym. Dla uproszczenia można przyjąć, że zerwanie nastąpi gdy naprężenia osiągną wartość charakterystyczną wytrzymałości.

Zestawienie nr 3. Długość zerwania – porównanie materiałów drewna stali betonu.

Jak widać stosunek wytrzymałości drewna w kierunku włókien do ciężaru właściwego jest korzystniejszy dla drewna klejonego niż dla drewna litego wybranych klas. Widać jednocześnie jak drewno klejone może z powodzeniem w wielu wypadkach zastępować stal.

Odporność na działanie chemikaliów.

Drewno jest naturalnym produktem odpornym chemicznie na korozje w większym stopniu niż stal lub beton.  Oddziaływanie poszczególnych gatunków drewna na konkretne kwasy, zasady przedstawię w osobnym artykule. W tym przedstawię reakcję świerku i jodły jako materiałów najczęściej używanych do produkcji drewna klejonego oraz najcześciej stosowanego materiału budowlanego. W ostatniej kolumnie umieściłem przykłady zastosowania, przy czym zaznaczam, że nie są to wszystkie możliwości.

Symbole:
1: praktycznie zupełnie odporne
2: wystarczająco odporne
3: średnio odporne

Tabela nr 2. Zestawienie odporności drewna na wybranego kwasy.

Ważnym zauważenia jest fakt, że tabela przedstawia naturalną odporność drewna. W przypadku konstrukcji betonowych lub stalowych, projekt musi przewidzieć odpowiednie grubości otulin, stali lub dodatkowych powłok zabezpieczających przekrój przed penetracją gazów. Takie czynności zawsze podrażają konstrukcję.

Podsumowując.

Drewno jako materiał budowlany, przy odpowiedniej wiedzy inżynierskiej jest materiałem, który znajdzie swoje zastosowanie w każdych, nawet najcięższych warunkach użytkowych.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

%d bloggers like this: