Svojstva Drva

5/24/2018 Svojstva Drva

1/16

1

1

DRVO GRAEVNI MATERIJAL

PREDNOSTI DRVA U ODNOSU NA OSTALE GRAEVNE MATERIJALE

- mala zapreminska (prostorna) mas a

- relativno velika vrstoa paralelno vlakancima- raznovrsne mogunosti oblikovanja (zakrivljenost u obje ravnine,

ugradivost u razliite konstruktivne s ustave)

- laka obradivost

- estetski dojam

MANE DRVA U ODNOSU NA OSTALE GRAEVNE MATERIJALE

- permanentna (obnavljajua) zatita drvenih konstrukcija - poar,

utjecaj atmosferilija i okoline, vlaga, gljivice, insekti)

-ovisnost kvalitete grae o prirodnim resursima, osjetljivost na

uvjete s uenja i skladitenja (skupljanje i bubrenje)

- cijena (lamelirana graa prefabriciranie lementi)

2

SVOJSTVA DRVA

- fizika (graa, gustoa, dimenzije i oblik, poroznost isadraj vode)

- kemijska (sastav, aciditet i alkalitet)

- fizikokemijska (sorpcija, stezanje i bubrenje, kretanje vode)

- mehanika (elastinost, vrstoa, tvrdoa )

- termika (rastezanje, koeficijent vodljivosti topline,specifina toplina, koeficijent difuzije topline )

- elektrina (vodljivost ili otpor, faktor energije, dielektrinakonstanta)

- akustina (vodljivost zvuka, rezonancija, apsorpcija)

- estetska (boja, sjaj, miris, finoa, tekstura)

Shematski prikazShematski prikazstablastabla

Prikaz strujanjaPrikaz strujanjahranjivihhranjivihsastojakasastojaka

RAST IANATOMSKAGRAA

RAST IANATOMSKAGRAA

Korijen i kroKorijen i kronjanja(fiziolo(fizioloka funkcija)ka funkcija)

DebloDeblo

mehanimehanikakafunkcijafunkcija

4

Odnos izmeuOdnos izmeu visine i godinavisine i godina starosti stablastarosti stabla

Odnos izmeuOdnos izmeu debljine i godinadebljine i godina starosti stablastarosti stabla

5

PoprePopreninipresjekpresjekborovine saborovine sakarakteristikarakteristinimnimnazivimanazivima

PoprePopreni, radijalni ini, radijalni itangencijalni presjektangencijalni presjekborovine s naznakomborovine s naznakomranog i kasnog drva uranog i kasnog drva ugodugodu

6

STANICA OSNOVNI ELEMENT GRAE DRVA

Mrtva stanicaMrtva stanicastijenkastijenka ii upljinaupljina--lumen (nemalumen (nema sadrsadrineine))ispunjena vodom ili zrakomispunjena vodom ili zrakom

iva stanicaiva stanica -- stijenkastijenka (membrana) i(membrana) i sadrsadrinaina ((protoplastprotoplast))

Odebljav anje primarne stijenke tijekom

rasta

Stvaranje i odebljanjesekundarne stijenke

u tri sloja (proces lignifikacije iliodrvenjavanja sporiji od procesa jaanja

sekundarne stijenke)

Mlade stanice - tankostijene (strujanje

hranjiv ih tvari)


2/16

2

7

Mikroskopski prikaz rasporedaMikroskopski prikaz rasporeda provodnogprovodnog((traheidetraheide) i) i spremispreminognog ((parenheimparenheim)) tkivatkiva etinjaetinjaaa

Traheide kao dugake tankostijene stanice irokih otvora. Provodnici vode- tvore rano drvo kod etinjaa

Traheidekaodugakevlaknastestanice

debelihstijenki . Tvorekasno drvokodetinjaa iodlune suzamehanikasvojstva.

Parenheim(aksijalni,radijalni,epitelni)

8

Pojava POPRENOG VLANOGNAPREZANJA (okomito na vlakanca drva)

9

ProsjeProsjeanan kemijski sastavkemijski sastav stanicestanice etinjaetinjae ie i listalistaee

KEMIJSKA SVOJSTVA DRVA

KEMIJSKA SVOJSTVA DRVA

-- ugljikugljik 50,0 %50,0 %

-- kisikkisik 43,45 %43,45 %

-- vodikvodik 6,0 %6,0 %

-- duduikik 0,2 %0,2 %

-- pepeopepeo 0,3 %0,3 %

Elementarnisastav suhogdrva:

Prva skupinasastojaka organske imineralne tvari(pepeo)

Druga skupinasastojaka infiltrati(izluevine koje se nezadravaju i nisusastavni dio stijenkestanice)

10

VLANOST DRVA FIZIKO SVOJSTVO

Odreivanje vlaOdreivanje vlanosti:nosti:

A) LABORATORIJ RAZORNE METODE

SuSuenje naenje na temptemp. 103 +/. 103 +/-- 22 ooccminimum 5 epruveta (premaminimum 5 epruveta (premaDIN 52 183)DIN 52 183)

FIZIKO-KEMIJSKA SVOJSTVA DRVA

11

B) VLAGOMJERI NERAZORNA METODA ISPITIVANJA

-- digitalnidigitalni

-- analognianalogni

Mjerenje povrinske vlage - membrana

Mjerenje dubinske vlage - iljci

Mjerenje otporaMjerenje otporaistosmjerne strujeistosmjerne struje

Otpor raste obrnutoproporcionalno vlanosti,(ovisi i o temperaturi drvate botanikoj vrsti)

12

VlaVlanost unost u gotovim konstrukcijamagotovim konstrukcijama::

6612 %12 % grijani dobro zragrijani dobro zraeni prostorieni prostori

9915 %15 % zatvoreni negrijani prostorizatvoreni negrijani prostori

151518 %18 % natkriti otvoreni prostorinatkriti otvoreni prostori

181822 %22 % potpuno slobodne konstrukcijepotpuno slobodne konstrukcije

ZraZrano suho drvono suho drvo1717--20%20% vlagevlageOdreuje se ljeti za grau piljenuzimi i uskladitenu tako da postojistrujanje zraka

Kod daljnjeg uskladitenja,vlanost se kree u istimgranicama, ali ovisi i o vlanosti itemperaturi okoline

VlaVlanostnost svjesvjeeeposjeposjeenogenog drva:drva:

-- etinjaetinjaee 4040200 %200 %

-- listalistaee 3535130 %130 %


3/16

3

13

Za klasiZa klasine konstrukcije (puno drvo)ne konstrukcije (puno drvo) -- 18% prije ugradnje

Za lijepljeneZa lijepljene lameliranelamelirane konstrukcijekonstrukcije -- 9% - 12% ( 3%)

SUENO ILI SUHO DRVO

Drvo vlanosti vee od 18% (puno drvo) moe se primijenitiizuzetno, ali samo ako je kod izgradnje objekta omoguenodaljnje suenje, ako je skupljanje drva konstruktivno uzeto uobzir i ako se dimenzije ne poveavaju za vie od 5%

Ovo odstupanje ne vrijedi za lijepljene lamelirane konstrukcije

14

Voda u drvu:

PROMJENA VOLUMENA

--Slobodna (kapilarna)Slobodna (kapilarna)

-- VezanaVezanaHigroskopskaHigroskopska

Kemijski vezanaKemijski vezana

Kemijski vezana voda ne isparava. Ona se moeosloboditi posebnim postupcima uz visoku temperaturu(180 C)

TOKA ZASIENJA VLAKNA vlanost kojaodgovara isparenju slobodne vode

Za etinjae kod 20C iznosi : 25 32%

Mijenja se obrnuto proporcionalno povienju temperature(poveanje temperature za 1o smanjuje vlagu za 1%)

15

HIGROSKOPNA RAVNOTEA ravnotea vodene pare uzraku odreene temperature i koliine vode u stijenki drva

Srednje vrijednosti koeficijenta skupljanja odnosnobubrenja za promjenu vlanosti od 1%:

HIGROSKOPNO PODRUJE priblino do 30% vlanosti

SKUPLJANJE I BUBRENJE DRVA sposobnost drva da kodpromjene vlage u odreenim granicama mijenja volumen

(pojava povezana s koliinom higroskopske vode)

Drvo isparava/upija vodenu paru samo do stanja u kojem je pritisakvodene pare okoline u ravnotei s pritiskom u kapilarama - sorpcija

Pritisak u kapilarama manji od pritiska higr. ravnotee upijanje (adsorpcija)

Pritisak u kapilarama vei od pritiska higr. ravnotee isparavanje (desorpcija)

16

Dijagram vri jednosti koeficijenata skupljanja/bubrenjakod promjene vlanosti

H i B hrast i bukva

E - etinjae

t - tangencijalno r - radijalno l - longitudinalno

Linearna ovisnostskupljanja/bubrenjaod postotka vlanosti(higroskopskopodruje)

17

Prikaz karakteristinihproizvoda pilane prije i

poslije suenja

Deformacije najvee upoprenom presjeku

Spoj naglavnice i stupa, te nalijeganjepoprenog na uzduni element

Deformacije izazvane suenjem

18

Ravnotea vlagezraka, drva itemperature

Dijagram premakojem se ovisnoo uvjetimaeksploatacijeodreujevlanost graepri kojoj seuspostavljahigroskopskaravnotea


4/16

4

19

- smrekovina 450 kg/m3

ZAPREMINSKA (VOLUMNA) MASA

Apsolutno suho drvo (manje zanimljivo u gradi teljstvu):

-jelovina 400 kg/m3

- borovina 500 kg/m3

Masa jedinice volumena drva kao poroznog tijela ovisi obotanikoj vrsti, ali varira i unutar iste botanike vrste (stani e).Odreuje se na uzorcima jednake vlanosti (u pravilu 15%)

Zapreminska masa ovisi o sljedeim faktorima:

- vrsti drva - irini i broju godova

- postotku uea ranog i kasnog drva

- koliini infiltrata u drvu - stanitu

20

Raunska prostorna masa drva u kg/m3

Zapreminskemase drva zarazliitebotanike

vrste drva irazliitevlanosti(premaCampredonu)

21

Volumen pora:

-lignin 1.40 kg/m3

VOLUMNA (SPECIFINA) MASA

Apsolutno suho drvo:

-celuloza 1.57 kg/m3100*G

1V Sp

Vp volumen pora

Gs masa apsolutno suhog drva

volumna (specifina) masa

Masa drvne tvari u teoretski zamiljenoj jedinici volumena bezupljina i pora (ne ovisi o faktorima bitnim za zapreminsku masu)

Volumna masa ovisi samo o veliini volumnih masa glavnihsastavnih dijelova drvne tvari; celuloze i lignina

Volumna masa drva iznosi 1.5 g/cm2 i ne ovisi o botanikoj vrsti

22

MEHANIKA SVOJSTVA DRVA

Djelovanje mehanikih sila mijenja dimenzije i oblik tijela

Ponaanje nekog tijela pod djelovanjem mehanikih sila i nainna koji se odupire njihovu djelovanju tvori skup svojstava

MEHANIKA SVOJSTVA

Svojstva su promjenjiva u uzdunom i poprenom smjeru, aovise i o presjeku gdje se izvodi promatranje

Glavne osobine drva su: - nehomogenost- anizotropija

- promjenjivost

Svojstva bitno ovise o prirodi grae, irini godova, sadrajuvode (u higroskopskom podruju), teini, nainu rasta igrekama (initelji koji utjeu na mehanika svojstva drva)

23

Ovisnost vrstoe drva reducirana na 15%vlanosti u odnosu na postotak vlanosti

vrstoa opadas porastomsadraja vode.

Izvanhigroskopskogpodruja nepostoje razlike.

(vrstoa natlak paralelnovlakancimasmanji se zacca 3-4 putakod prirastavlanosti od 5%na 30%)

24

Ovisnost vrstoe na savijanje i tlak paralelno

s vlakancima u odnosu na postotak vlanosti

Ovisnost vrstoe na tlakokomito na vlakanca uodnosu na postotakvlanosti


5/16

5

25

Ovisnost vrstoa i

modula elastinostiu odnosu vlanostiiskazane kao

postotak vrstoesuhog drva

26

Prirast vlanosti ima najmanji utjecaj na vlanu vrstou

Voda u drvu priblino jednako utjee na pad mehanikihsvojstava listaa i etinjaa

Mehanika svojstva drva

izravno ovise o zapreminskoj

masi (broj i irina godova,koliina ranog i kasnog drva ...)

Utjecaj koliine vlagena mehanika

svojstvaOvisnost vrstoe drva

prema zapreminskoj masi

27

Ovisnost vrstoe drva od smjera djelovanjasile u odnosu na smjer vlakanaca 28

Utjecaj greaka ras ta, napada gljivica i insekatana mehanike osobine

Kvrgavost - mjesta otklona vlakana (predstavljaju oslabljenjepresjeka to posebno nepovoljno djeluje na vrstou vlakaparalelno vlakancima)

Norme ograniavaju toleranciju kvrgavosti za razliitekvalitetne razrede grae

Usukanost - openito smanjuje mehanika svojstva(posebno kod vrstoe na vlak paralelno vlakancima)

Modrenje drva - uzrokuju ga gljivice; neznatno smanjuje

mehanika svojstva (promjene uglavnom estetske naravi ipovrinske)

Trulenje - posljedica napada gljiva to razara celulozu kojaje nosilac dobrih tehnikih svojstava (takvo drvo je tehnikinezanimljivo)

Insekti - neznatno smanjuju mehanika svojstva, ali je bitnavrsta zaraze, kao i vrijeme kroz koje joj je drvo izloeno

29

Utjecaj temperature na mehanike osobine drvaPovienjem temperature - vrstoa se smanjuje, a puzanjepoveava

Smanjuje se modul elastinosti, a raste deformacija

Nepovoljan utjecaj temperature poveava kvrgavost i otklonvlakanaca, pa kod visokih temperatura na tim mjestima moedoi do pucanja drva

Smrzavanjem drva - rastu mehanike osobine, ali i krtost(malen otpor savijanju kod optereenja veeg intenziteta)

Umjetno suenje - ako se naglo provodi loe utjee namehanika svojstva (raspucalost)

Ako je provedeno postupno i pod posebnim reimom,utjecaj temperature je bez posebnog znaaja namehanika svojstva

30

Utjecaj primijenjenih sredstava za zatitu na mehanikeosobine drva

Antiseptici - lo izbor zatitnih sredstava za spreavanje trulenjai protupoarnu zatitu moe nepovoljno utjecati na kemijskasvojstva drva

Utjecaj stanita ( tla, poloaja u umi)

Utjecaj naina uzgoja (rasta)

Utjecaj dobi s jee

PRESUDAN UTJECAJ NA MEHANIKASVOJSTVA IMAJU ZAPREMINSKA MASA,

KOLIINA VLAGE I PRAVILNOST GRAE


6/16

6

31

Idealizirani uzorak drva izloen vlanim naprezanjima paralelnos vlakancima, tlanim naprezanjima paralelno s vlakancima i

tlanim naprezanjima okomito na smjer vlakanaca

REZULTATI EKSPERIMENTALNIH ISTRAIVANJAMEHANIKIH SVOJSTAVA DRVA

32

Primjetno je kako se uzorak najbolje odupire vlanim silama,slabije tlanim silama, a znatno slabije poprenim akcijama

Optereenje vlanim silama - raspodjela optereenja po svimcjevicama nee biti jednolika (cjevice poputaju u razliitovrijeme). Zbog slabe meusobne povezanosti puknute cjevice

izdvajaju se iz svenja - NERAVAN LOM (tipian kod ispitivanjadrva na vlak)

Optereenje tlanim silama - cjevice optereene na izvijanje(lom nastaje uslijed gubitka stabilnosti elemenata svenja), avrstoa na tlak ispitivanog modela manja je od vrstoe na vlak

Doputeni naponi obiju vrstoa priblino su jednaki zbog iznimneosjetljivosti vlane vrstoe na kvrgavost, greke, raspukline ineparalelnost vlakanaca

vrstoa na vlak i tlak okomito na vlakanca znatno su manjenego vrstoe u pravcu vlakanaca (posebno je mala vlanavrstoa okomito na uzdunu os svenja)

33

Idealizirani uzorak drva izloen posminim naprezanjima u smjeruvlakanaca (a) i okomito na vlakanca presijecanje vlakana (b) 34

vrstoa na smicanje u pra vcu vlakanaca - slaba toka drva(manja od vrstoa na tlak i vlak paralelno vlakancima), ali imanja od vrstoe na odrez (posmik okomito na vlakanca -precijecanje vlakanaca), pa je u mnogim sluajevimamjerodavna za dimenzioniranje

Razliiti moduli elastinosti u poprenom i uzdunom smjeru -razliito se definiraju u poprenom, radijalnom i tangencijalnomsmjeru

LABORATORIJSKA ISPITIVANJA MEHANIKIH

KARAKTERISTIKA (vrstoe, konstante elastinosti,Poissonov koeficijent) provode se malim uzorcimapajivo odabranim (mala vlanost, graa bez greaka)

Nadlene norme propisuju izgled i brojuzoraka, te postupke ispitivanja

35

Izgled uzorka i shema optereenja zaispitivanje tlane vrstoe paralelno s

vlakancima ( HRN. D.AI.045 )

TLANA VRSTOA

Mala epruveta

20 x 20 x 40 mm

Velika epruveta

50 x 50 x 100 mm

Modul elastinosti

50 x 50 x 200 mm

36

dijagram ispitivanja uzorka borovine na tlakparalelno i okomito na vlakanca


7/16

7

37

Izgled uzorka zaispitivanje tlane vrstoe

okomito na vlakanca(HRN. D.AI.051)

Mala epruveta20 x 20 x 40 mm

Velika epruveta

50 x 50 x 100 mm

Tlak okomito navlakanca na djelominoj

povrini (peatnipritisak)

38

Tlak pod kutem

cdcdcdcdc ,,,||,,||,,,, sin)(

vrstoa po HRN propisima (doputena naprezanja)

39

Izgled uzorka za ispitivanje vlane vrstoeparalelno s vlakancima ( HRN. D.AI.045 )

VLANA VRSTOA

Mala epruveta

20 x 25 x 320 mm

Velika epruveta

50 x 46 x 600 mm

Modul elastinosti

50 x 46 x 600 mm

40

dijagram ispitivanja uzorka borovine na vlakparalelno i okomito na vlakanca

41

Ovisnost vlane vrstoe od smjera djelovanja sile uodnosu na smjer vlakanaca 42

dijagram za vlana i tlana naprezanja


8/16

8

43

Stadiji raspodjele normalnih naprezanja uzorkaoptereenog na savijanje

VRSTOA NA SAVIJANJE

vrstoa na savijanje za etinjae je cca 7.0 kN/cm2,a granica proporcionalnosti dostie cca 70% vrstoe

44

Izgled uzorka i shema optereenjaza ispitivanje vrstoe na savijanje

(DIN 52 186)

Mala epruveta

20 x 25 x 320 mm

Velika epruveta

50 x 50 x 800 mm

Modul elastinosti

50 x 50 x 800 mm

45

Izgled uzorka ishema

optereenja zaispitivanje

vrstoe na

savijanje(DIN 52 186)

46

RAZLIKAizmeu prorauna savijanja pograninim stanjima nosivosti i prorauna po

doputenim naprezanjima.

Dijagram - s oznaenom nosivou materijala

47

Vrste posminih vrstoa

a) posmik u smjeru vlakanaca

b) posmik okomito na vlakanca

c) odrez vlakanaca

POSMINA VRSTOARolling shear

48

dijagram ispitivanja uzorka borovine zaposmina naprezanja


9/16

9

49

Posmina naprezanja od savijanja

Stvarna raspodjela posminih naprezanja po plohismicanja za simetrian i nesimetrian uzorak (ekcentrino

djelovanje optereenja uzorak)

= ( Q*S ) / ( I*b )

50

mala epruveta velika epruveta

Radijalna ravnina Tangencijalna ravnina

Uzorak za ispitivanje posmine vrstoe( HRN. D.AI.053 )

51

Izgled uzoraka za ispitivanje posminevrstoe paralelno vlakancima (DIN 52 187)

52

TRAJNA VRSTOA

Rezultati laboratorijskih ispitivanja mehanikihsvojstava znatno ovise o brzini provedbe pokusa

Brzina izvoenja pokusa proporcionalnajeporastu mehanikih karakteristika, a obrnuto

proporcionalna porastu deformacija

Poseban utjecaj na deformacije imaju

TRAJNA OPTEREENJAUzorci jednakih dimenzija i kvalitete optereeni dulje

vrijeme razliitim intenzitetima stalnog optereenja neese istovremeno slomiti !

53

TRAJNA VRSTOA

Ovisnost deformacija od vremena za

optereeni i rastereeni uzorak.

(0-1) Poetna deformacija (neposredno nakonnanoenja optereenja)

(1-2) Poveanje deformaci je u

v remenu pod djelovanjemtrajnog optereenja konst.

intenziteta (uz uvjet da onone prelazi odreenu granicu )

(2-3) Primarna povratna deformacijau trenutku rastereenja

Zaostala deformacija teikonanoj vrijednosti

Ukupna deformacija - elastina i plastina

54

Ovisnost deformacije o vremenu, za uzorkeoptereene razliitim intezitetima optereenja

PUZANJE - proces neprekidnog poveanja deformacija poddjelovanjem stalnog optereenja

TEENJE - etapa puzanja u kojoj je primjetna jednolika brzinaprirasta deformacija

Deformacije koje pripadaju trajnoj

vrstoi uzorka


10/16

10

55

Ako naprezanja izazvana trajnim optereenjem jednolikog intenzitetane prelaze granicu trajne vrstoe, deformacije se (s porastomvremena) priguuju i asimptotski pribliavaju deformacijama kojepripadaju trajnoj vrstoi uzorka

U obrnutom sluaju, s vremenom se deformacije poveavaju do sloma

Krivolinijski dio krivulje - podruje u kojem nastaju veim dijelomelastine povratne deformacije

Pravolinijski dio krivulje - podruje plastinih deformacija koje se mogupoveavati (2) ili asimptotski pribliavati graninoj vrijednosti (1)

Trei dio (konkavni) krivulje - podruje naglog poveanjadeformacija koji zavrava lomom

TRAJNA VRSTOA

Maksimalno naprezanjekod kojeg se uzorak neslama pod djelovanjemtrajnog optereenja

konstantnog intenziteta

Deformacije koje pripadaju t rajnojvrstoi uzorka

56

Dijagram trajne vrstoe (na savijanje)

Krivulja vrstoe na savijanje za drvo izloenotrajnom (stalnom) optereenju jednolikog intenziteta

Asimptotski pad vrstoe do granine vrijednosti ilitrajne vrstoe

57

Dugotrajna optereenja promjenjivog predznakaizazivaju slom kod naprezanja manjih od vrstoe(UMOR MATERIJALA)

Umor materijala je znatan kod intenziteta iznad 65%vrstoe statiki optereenih uzoraka

U podruju 35%-65% vrstoe (statiki optereenihuzoraka) vrstoa uzoraka izloenih promjenjivomoptereenju je vea

Simetrino ciklika optereenja intenziteta do 35%vrstoe ne dovode do loma

Granica vrstoe drva na izmjeninaoptereenja iznosi priblino

35% vrstoe statiki optereenih uzoraka58

KONSTANTE ELASTINOSTI

Srednja vrijednost modula elastinosti i posmika zaPILJENU GRAU (puno drvo) u kN/cm2

Drvo je ELASTIAN MATERIJAL, ali su njegovaelastina svojstva ovisna od smjera promatranja

Broj ELASTINIH KONSTANTI potrebnih za opisivanjelinearne veze napona i deformacija (Hooke-ovzakon) ovisan je o broju promatranih ravninasimetrije (ANIZOTROPIJA !!!)

59

Najveu vrijednost ima modul elas tinosti u smjeruvlakanaca (uzduna ravnina) - utjecaj botanikevrste, grae, volumne mase, sadraja vode, ...

EL = 300 - 2500 kN/cm2

ET = (1/23 - 1/40) * EL (u tangencijalnom smjeru)

ER = (1/6 - 1/23) * EL (u radijalnom smjeru)

Moduli posmika definiraju se kao:

GLR = (1/15) * EL (radijalna ravnina popr. pr.)

GLT = (1/9 - 1/10) * EL (tangencijalna ravnina p.p)

GRT

= (1/10) * GLR

(poprena ravnina)60

Vrijednosti Poisson-ovog koeficijenta (ilustrativnevrijednosti - prema Wangaardu):

LR = 0.372 TR = 0.245 LT = 0.467 RL = 0.040RT = 0.435 TL = 0.025

Tone vrijednosti konstanti elastinosti (E) iPoisson - ovog koeficijenta za pojedine vrste drva

LABORATORIJSKA ISPITIVANJA


11/16

11

61

OSTALA MEHANIKA SVOJSTVA

ILAVOST - sposobnost drva da pod vanjskim utjecajimapretrpi deformacije, a da se ne slomi

ilavost je tim vea to je uoljivija razlika izmeu granice

elastinosti i granice loma

TVRDOA - otpor kojeg drvo prua utiskivanju drugog tijelau svoju masu (ovisi o botanikoj vrsti,zapreminskoj masi, koliini vlage)

Tee drvo iste vrste je tvre; s porastom vlage tvrdoa opada

Tvrdoa je najvea u poprenom presjeku (prosjena vrijednost zaetinjae je cca 3.0 kN/cm2, a za tvrdo drvo cca 7.0 kN/cm2)

OTPORNOST NA HABANJE - odupiranje postupnom skidanjuslojeva pod utjecajemmehanikih sila

Mjeri se debljinom skinutog sloja (najslabiji otpor na habanje - smreka) 62

TRAJNOST DRVA

Svojstvo da se odupire tetnom djelovanju atmosferilija iraznih kemijskih tvari, te tetoinama biljnog iivotinjskog podrijetla

initelji trajnosti - botanika vrsta drva- poloaj u poprenom presjeku (sr, bijel)

- teina drva (kod iste vrste)

- vrijeme sjee

- SADRAJ VODE

- kemijske tvari

- eksploatacijski uvjeti

63

Trajnost obraenog drva u godinama

Trajnost drva u ovisnosti o uvjetima eksploatacije

Za uporabu drva u zemlji (granini sloj zemlja - zrak)hrast i bor su trajnosti cca 12 godina,jela i smreka do 8godina, a bukva manje od 4 godine (nezatieno drvo) 64

OSTALA SVOJSTVA DRVA

TERMIKA SVOJSTVA - rastezanje, koeficijent vodljivosti

topline, specifina toplina,

koeficijent difuzije topline

ELEKTRINA SVOJSTVA - vodljivost ili otpor, faktor

energije, dielektrina konstanta

AKUSTINA SVOSTVA - vodljivost, rezonancija, apsorpcija

ESTETSKA SVOJSTVA - boja, sjaj, miris, finoa, tekstura

65

TERMIKA SVOJSTVA

Koeficijent termikog linearnog istezanja - ovisi obotanikoj vrsti drva i smjeru promatranja (vlakanca)

Niska vrijednost koeficijenta - nema temperaturnih dilatacija

U smjeru vlakanaca t = (2 - 4) * 10-6Okomito na vlakanca

radijalni smjer t = (25 - 30) * 10-6tangencijalni smjer t = (30 - 45) * 10-6

Specifina toplina drva (koliina topline u kJ potrebna dase 1 kg tvari zagrije za 1C) - visokaSuho drvo temperature 0 C 1.114 [kJ C]Suho drvo vee temperature c = 1.114 + 0.00486 * t [kJC] 66

Drvo se polako zagrijava i polagano rasprostire toplinu po svojoj

unutranjosti - koristi se (etinjae) kao izolacioni materijalKoeficijent vodljivosti - veliina vodljivosti topline;

mater. konstanta koja izraavakoliinu topline u kJ koju trebautoiti za zagrijavanje kockevolumena 1m3 za 1h, tako darazlika temperaturezagrijavane/nasuprotnepovrine iznosi u tom vremenu 1C

Vodljivost topline ovisi o vlazi (proporcionalno) i teini drva

Vodljivost je vea u smjeru, nego poprijeko na vlakanca (razlikaposebno velika kod poroznih drva)

Za etinjae, koef. vodljivosti poprijeko na vlakanca (vlaga 15%)

0.523 kJ/m3/h/ CDrvo ima 400x vei otpor prolazu topline od elika, 10x u odnosu

na beton, i 5x u odnosu na opeku


12/16

12

67

ELEKTRINA SVOJSTVA

Iskoristiva sa stanovita odreivanja sadraja vode, te suenjadrva visokofrekventnom strujom (izrada lijepljenih lameliranihnosaa, posebno montani spojevi)

Suho drvo - slab vodi elektrine struje (prua veliki otpor)

Podruje istosmjerne struje

Specifini elektrini otpor - elektrini otpor vodia jedinineduljine i povrine (odreujeveliinu elektrinog otpora)

initelji: - vlanost drva

- temperatura

- vrsta drva

- smjer vlakanaca 68

Podruje izmjenine struje

Dielektrina konstanta - bezdimenzionalna veliina kojapokazuje koliko je puta veikapacitet kondenzatora s drvom(dvije ploe koje se napajaju

izmjeninom strujom) u odnosu nakapacitet kondenzatora isteveliine sa zrakom (mjeradielektrinosti)

Dielektrik - neutralizira elektrini naboj ploa kondenzatora

Koeficijent energije - pokazatelj gubitka energije udielektriku (mjera zagrijavanjedielektrika) ili omjer izgubljeneelektrine energije u odnosu natotalnu elektrinu energiju priloenuploama kondenzatora

initelji: vrsta drva, teina, koliina vlage, smjer pruanjavlakanaca, frekvencija izmjenine struje

69

AKUSTINA SVOJSTVA

Brzina rasprostiranja zvuka - ovisi o pravilnosti (bolje kodetinjaa) i zdravlju grae(zdravo drvo - jasan, otar ikratak zvuk; trulo drvo -mukli i kratki; uplje drvo -odzvanja muklo i dugo)

Apsorpcija zvuka - svojstvo drva da upija zvuk (refleksijazvuka ili jeka javlja se u prostorima

koji slabo upijaju zvuk - dobraakustina svojstva drva razlog sunjegove este upotrebe kaomaterijala za oblaganje zidnih ipodnih ploha)

70

ESTETSKA SVOJSTVA

Boja - svojstvo se procjenjuje na prosuenoj grai (8-22%vlage) i odnosi se samo na sr drva

Ovisi o vrsti drva, vrsti i gustoi anatomskihelemenata, vrs ti I kemijskom sastavu infiltrata,stanitu, klimi

Boja naeg drva - od bjelkaste do tamnosmee

Po boji se moe ocijeniti vrsta, kvaliteta, zdravljedrva, kao i nain prerade

Sjaj - svojstvo drva da reflektira svjetlost Ovisi o vrsti drva, grai, infiltratima i nainu obrade

Miris - potie od infiltrata (sama drvna tvar nema mirisa),najmanji je na stanitu, a po intenzitetu ovisi da li jedrvo okoreno, tesano ili piljeno (pod jaimpritiskom miris je intenzivniji)

71

Finoa - ovisi o grai, pravilnosti nizanja elemenata, onjihovom uzdunom toku i duljini (manja duljinai pravilniji raspored jami veu finou)

Tekstura - svojstvo koje se odnosi na izgled mehanikiobraenih povrina

Ovisi o anatomskoj grai, obliku debla inainu obrade, a razliita je u poprenom,radijalnom ili tangencijalnom, te spiralnompresjeku (tekstura spiralnog presjeka bi tna zaizradu furnira ljutenjem)

Tekstura moe biti pravilna(pripada drvu pravilnogoblika debla, unutarnje grae i rasporeda elemenata;karakteristina za etinjae) i nepravilna (listae)

Po teksturi drva mogu se procijeniti njegova

tehnika svojstva 72

PROTUPOARNA SIGURNOST

Protupoarna sigurnost graevnih materijala mjerljiva jeprema dva kri terija:

- zapaljivost

- ponaanje pod djelovanjem poarnih temperatura

elik kod visokih temperatura gubi svoja mehanikasvojstva (uruavanje konstrukcije)

Armirani i prednapregnuti beton najprije raspucava imrvi se (uinak se pojaava gaenjem poara), azatim se deformira uslijed smanjenja mehanikihsvojstava armature i betona

Drvo gori, ali tek pod djelovanjem ekstremnih

temperatura potpuno sagorijeva - mala toplinskaprovodljivost i izolirajua svojstva nagorjelog drva


13/16

13

73

PONAANJE U POARNIM TEMPERATURAMA

Ovisnost vremena do paljenja drva i temperature

Proces gorenja drva - posljedica kemijskograstvaranja konstantnim prirastom temperature(ovisi o vremenskom intervalu predgrijavanja)

Proces gorenja drvau prosjeku zapoinjekod 200C kad izdrva izlaze zapaljiviplinovi koji su kod250C takvekoncentracije da sedrvo vanjskomakcijom zapali

74

Sagorijevanje je kratkotrajno - premalo plina zakontinuirano gorenje (koliina se bitno smanjujestvaranjem sloja nagorene povrine)

Temperature nie od 300C - nisu interesantne zastabilnost konstrukcije

Iznad 300C - stvaraju se plinovi s poveanom koliinomugljikovodika

Kod cca 400C - velika koncentracija ugljikovodikatoplinske vrijednosti oko 19000 kJ/m3

Izmeu 350 C i 400C - samozapaljivanje plinova s brzimporastom temperature (do 500C ) koja je pravapoarna temperatura

Iznad 500C - znatno smanjenje ispu anje plinova, a rastdebljine pougljenjenog sloja (prosjena brzina stvaranjasloja 0.8mm/min - meko drvo i 0.6mm/min - tvrdo drvo)

75

Poprenipresjek

lameliranoglijepljenog drva

prije i nakonispitivanja

vatrootpornosti

Nakon cca 30min djelovanja poarnih temperaturastvara se vanjski pougljenjeni sloj debljine 1.8-2.4cm(izolirajui)

Poveanjem njegove debljine iri se nesagoreni diopresjeka uslijed prirasta temperature

U unutranjosti su (mala toplinska provodljivost)znatno nie temperature - prirodna poarnaotpornost drva

76

Ovisnost debljine pougljenog sloja i vremenadjelovanja poarnih temperatura.

77

Smanjenje mehanikih svojstava poveanjemtemperature

Nezapaljivi graevinski materijali s visokom koeficijentimavodljivosti , uslijed konstantnog zagrijavanja, vrlobrzo gube vrstou u poarnim uvjetima

Kod drva se pad mehanikih svojstava odnosiuglavnom na pougljenjeni dio presjeka

Promjene n astale pri temperaturi do 100C

zanemarive

78

Vatrootpornost drvenog i elinog stupa(CSTB Pariz; sila intenziteta 100kN)

Koeficijenti provodljivosti za razliite materijale


14/16

14

79

Vatrootpornost konstrukcija iz razliitihmaterijala i drvenih elemenata 80

Osiguranje sigurnosti drvenih ininjerskih konstrukcija

Propisima odreene minimalne dimenzijepoprenih presjeka u ovisnosti od 30-minutnog(klasa F-30), odnosno 60-minutnog (klasa F-60)poara (DIN 4102)

KLASA F-30; KLASA F-60

Elementi koji nakon 30 (60) - minutnog poara:

zadre nosivost maks. raunskog optereenja

ne prekorai se doputena brzina progibanja

f / t = L2 / (9000*H) f / t brzina prog ibanja u cm/min L raspon (u cm)

H statika visina presjeka (u cm)

81

Vatrootpornost lameliranih nosaa prema DIN 4102

Vatrootpornost stupova prema DIN 410282

Najmanje dimenzije nosaa od punog drva(HRN U.C9.500)

83

Najmanje dimenzije nosaa od lijepljenoglameliranog drva (HRN U.C9.500) 84

Vatrootpornost

drvenih panela

( DIN 4102 )


15/16

15

85

Vatrootpornost lameliranih lijepljenih nosaa (DIN 4102)

86

POARNO OPTEREENJE - ukupna koliina topline koje seoslobaa iz zapaljenog materijala u jedinici prostora

SPECIFINO POARNO OPTEREENJE - prosjenavrijednost ukupnog poarnog optereenja po tlocrtnoj

jedinici povrine prostora (J/m2 ili MJ/m2)PROTUPOARNA SREDSTVA - poveanje protupoarneotpornosti ili usporavanje irenja poara (koliina dima itoksinost svodena na minimum)

KEMIJSKA ZATITA - boraks, borna kiselina, diamonijevfosfat, amonijev sulfat, cinkov klorid, amonijev klorid itd.)

KEMIJSKi PREMAZI - u obliku tankog filma; razvijaju kodveih temperatura pjenastu toplinsko - izolirajuu masu sveom koliinom fosforne i klorovodine kiseline(nesagorive su) koje tite prirodnu protupoarnurezervu drvene konstrukcije

87

Premazi mogu imati zatitno djelovanje i do 10 godina

Protupoarna sredstva mogu biti transparentna (vrloskupa) ili sive boje (cijenom pristupanija, ali eliminirajusva estetska svojstva DK)

Efekt uporabe protupoarnih sredstavaje poveanjetemperature zapaljenja

Zatitno djelovanje moe imati i oblaganje vatrostalnimploama (skupo i ini drvo nevidljivim)

IMPREGNACIJA - postupak vakuuma i utiskivanja

antiseptika ili antipira). Dubokom impregnacijom (uspecijalnim komorama pod velikim pritiskom; traje 2-20sati) stvaraju se gotovo potpuno negorivi materijali

Postupak potapanja u toplo-hladnim vakumiranimkomorama

Drvo tamni, poveava se teina, gubitak vrstoe za 20% 88

GLJIVICE I INSEKTI

Gljivica hrasta(Deadaleaquercina)

Razvija se na vlazi32% - 55%

89

Mrtvaki sat

Anobium punctatum

90

RAZARANJE DRVA GLJIVICAMA

Gljivice - paraziti koji za svoje odravanje koristeorgansku tvar drva i tako ga razaruju

Za rast trebaju vlagu, odreenu temperaturu i phkoncentraciju

Trulenje izazvano gljivicama, po podrijetlu se dijeli na:

- u otvorenim prostorima (stupita, dalekovodi ...)

- u zatvorenim prostorima (podrumi, tavani )

Drvo napadnuto gljivicama - mijenja boju to je znak ismanjenja drvne mase (time i mehanikih svojstava)

Fermentima gljivice razaraju celulozu - crvena trule(nosilac dobrih mehanikih svojstava)

Kod bijele trulei rastvara se i celuloza i lignin


16/16

16

91

Za graevinarstvo je najvanija prava kuna gljivica - upovoljnim uvjetima razvoja gljivice, drvo izgubi cca 50%svoje vrstoe

Zatita od ove gljivice je najkompleksnija

Impregnirano drvo - nepovoljno za razvoj gljivica

Gljivice koje ne razaraju drvnu masu manje su opasne -uzrokuju samo modrenje (promjena boje)

KONSTRUKTIVNA ZATITA - ne stvaranje uvjeta za ravojgljivica (ograniavanje vlanosti, omoguena cirkulacijazraka )

Ukoliko konstruktivna zatita ne funkcionira,fungicidi su nedjelotvorni

92

RAZARANJE DRVA INSEKTIMA

Insekti - razaraju bjelanevine i celulozu, a bijel i srglavna su podruja njihova razorna djelovanja

Dijele se prema tome da napadaju:

- svjeu grau - suhu grau

- vlanu grau - natrulu grau

Za graditeljstvo su najinteresantniji insekti koji napadajuetinjae (kuni crv - Hylotrupes bajalus; i mrtvaki sat -Anobijum punctatum)

Ne trebaju vlagu za razvoj, liinke su vrlo otporne i mogudugo gladovati

Ostale vrste insekata - ose, kukci, mravi

93

Obavezna literatura:

1. Bjelanovi, A., Raji, V.: Drvene konstrukcije premaeuropskim normama poglavlja Drvo kaokonstrukcijski materijal iTrajnost

Prilog udbenika sadri i popis usvojenih normi niza EN za

ispitivanje svojstava drva, drvnih proizvoda i spajala nakojima se temelje norme niza EN 1995-1-1

Documents

Svojstva Drva