25
Arhitektonske konstrukcije i fizika zgrade III Drvo kao građevni materijal DRVO KAO GRAĐEVNI MATERIJAL Drvo, kao i naravni kamen, građevni je materijal poznat i upotrebljavan od početka razvoja civilizacije do danas 1 . Drvo je oduvijek bilo jedna od najvažnijih sirovina za podmirenje temeljnih graditeljskih potreba te se svestrano upotrebljavalo. Ono je dar prirode koji čovjek prisvaja sječom i obaranjem stabala i dosta lakom obradom pripravlja drvenu građu. Daljnjom obradom (krojenjem, oblikovanjem i sastavljanjem dijelova) dobivaju se od drvene građe predviđeni elementi, odnosno različite drvene konstrukcije. Zbog svojih dobrih tehničkih osobina drvo ima široku primjenu u arhitekturi. Upotrebljava se za nosive konstruktivne elemente (stijene, stropove, krovove), obloge, podove, stubišta, građevnu stolariju, privremene pomoćne konstrukcije (oplate, skele) pa sve do izrade pokućstva i ostalih uporabnih predmeta. S arhitektonskog gledišta drvo je plemenit, topao materijal s vrlo širokim mogućnostima konstruktivnog oblikovanja. Napretkom tehnologije korištenja drva, pronalaskom načina i sredstava za zaštitu drva, novim metodama spajanja (čelični spojni elementi, sintetske smole, ljepila) i prerade drva, ono i dalje predstavlja materijal osobite vrijednosti i podobnosti za različite načine izvedbe pojedinih konstrukcija, a za neke potrebe i jedini ispravno izabran materijal. Vrijednost drva stoga danas sve više raste jer se napretkom tehnologije područje njegove primjene još više proširilo. Tehnologija drva je nauka koja se bavi proučavanjem i poznavanjem građe i svojstava drva. U tehničkom smislu drvo predstavljaju debla, korijenje i grane različitih biljaka, prvenstveno četinjača i listača, ali također i palmi, bambusa, penjačica i nekih drugih drvenastih biljaka. U prirodoznanstvenom smislu drvom se naziva svaka vlaknasta tvar biljnoga porijekla koja se prvenstveno sastoji od celuloze, a odrvenjela je uloženim ligninom. Drvo je organska tvar pa u njegovu porijeklu treba tražiti uzroke nehomogenosti anatomske građe, kemijskog sastava i različitosti tehničkih svojstava. 1 Ovaj separat obrađuje drvo za potrebe kolegija Arhitektonske konstrukcije i fizika zgrade. Na kolegiju Materijali u arhitekturi (I. i II. sem.) studenti se detaljnije upoznaju s ostalim karakteristikama drva kao građevnoga materijala.

Drvo kao građevinski materijal

  • Upload
    sukilav

  • View
    234

  • Download
    15

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Drvo kao građevinski materijal

Citation preview

Arhitektonske konstrukcije i fizika zgrade III Drvo kao građevni materijal

DRVO KAO GRAĐEVNI MATERIJAL

Drvo, kao i naravni kamen, građevni je materijal poznat i upotrebljavan od početka

razvoja civilizacije do danas1. Drvo je oduvijek bilo jedna od najvažnijih sirovina za

podmirenje temeljnih graditeljskih potreba te se svestrano upotrebljavalo. Ono je dar

prirode koji čovjek prisvaja sječom i obaranjem stabala i dosta lakom obradom pripravlja

drvenu građu. Daljnjom obradom (krojenjem, oblikovanjem i sastavljanjem dijelova)

dobivaju se od drvene građe predviđeni elementi, odnosno različite drvene konstrukcije.

Zbog svojih dobrih tehničkih osobina drvo ima široku primjenu u arhitekturi. Upotrebljava

se za nosive konstruktivne elemente (stijene, stropove, krovove), obloge, podove,

stubišta, građevnu stolariju, privremene pomoćne konstrukcije (oplate, skele) pa sve do

izrade pokućstva i ostalih uporabnih predmeta.

S arhitektonskog gledišta drvo je plemenit, topao materijal s vrlo širokim

mogućnostima konstruktivnog oblikovanja. Napretkom tehnologije korištenja drva,

pronalaskom načina i sredstava za zaštitu drva, novim metodama spajanja (čelični spojni

elementi, sintetske smole, ljepila) i prerade drva, ono i dalje predstavlja materijal osobite

vrijednosti i podobnosti za različite načine izvedbe pojedinih konstrukcija, a za neke

potrebe i jedini ispravno izabran materijal. Vrijednost drva stoga danas sve više raste jer

se napretkom tehnologije područje njegove primjene još više proširilo.

Tehnologija drva je nauka koja se bavi proučavanjem i poznavanjem građe i

svojstava drva. U tehničkom smislu drvo predstavljaju debla, korijenje i grane različitih

biljaka, prvenstveno četinjača i listača, ali također i palmi, bambusa, penjačica i nekih

drugih drvenastih biljaka. U prirodoznanstvenom smislu drvom se naziva svaka vlaknasta

tvar biljnoga porijekla koja se prvenstveno sastoji od celuloze, a odrvenjela je uloženim

ligninom. Drvo je organska tvar pa u njegovu porijeklu treba tražiti uzroke nehomogenosti

anatomske građe, kemijskog sastava i različitosti tehničkih svojstava.

1 Ovaj separat obrađuje drvo za potrebe kolegija Arhitektonske konstrukcije i fizika zgrade. Na kolegiju Materijali u arhitekturi (I. i II. sem.) studenti se detaljnije upoznaju s ostalim karakteristikama drva kao građevnoga materijala.

Arhitektonske konstrukcije i fizika zgrade III Drvo kao građevni materijal

STRUKTURA DRVA Za drvo kao građevni materijal odlučujuća su njegova tehnička svojstva jednako

kao i prirodna građa. Drvo nije homogena tvar, već je potpuno heterogeno u anatomskom,

fizičkom i kemijskom smislu. Njegove stanice se međusobno razlikuju po obliku, dimenziji i

položaju. Fizička nehomogenost drva očituje se u različitosti građe pojedinih dijelova drva,

a vidi se i na različitim presjecima drva. Fizička heterogenost ovisi o stanicama drva i

smjeru rezanja. Kemijski je sastav drva vrlo složena struktura organskih molekula (95%) i

mineralnih tvari (5%). Skelet drva građen je od duguljastih stanica koje sadrže celulozu

(kemijski spoj ugljika, kisika i vodika) i lignin. Lignin sadrži veću količinu vode i manje

količine bjelančevina, škroba, tanina, šećera, smola i ulja. Količina vode u drvu varira i

ovisi o vrsti drva, starosti i stupnju prosušenosti. Postotak vode sirovog drva iznosi

prosječno 45%, polusuho drvo sadrži 25÷35%, a prosušeno još uvijek 15÷20% vode.

Prema ostalim materijalima dobra svojstva drva su: lagana obradivost, dosta velika

čvrstoća na tlačna, vlačna i posmična naprezanja, žilavost, dobra toplinska i akustična

svojstva, otpornost protiv kemijskih utjecaja (kiselina i soli), plemenit izgled.

Njima nasuprot stoje i mane: lagana zapaljivost, truljenje, podložnost crvotočini

(ličinke nekih kukaca mogu, izvana gotovo neprimjetno, potpuno rastočiti unutrašnjost

drva), utezanje i bubrenje uslijed utjecaja vlage (rad drva).

Sl. 1 Presjeci drva

Struktura drva najbolje se promatra na površinama tri različita, međusobno

okomita presjeka:

a) poprečnom (čelnom ili transverzalnom, tj. okomitom na uzdužnu os drva),

b) zrcalnom ili radijalnom (uzdužnom kroz srce) i

c) bočnom ili tangentnom (uzdužnom, ali paralelnom sa srcem).

Arhitektonske konstrukcije i fizika zgrade III Drvo kao građevni materijal

Razlike u strukturi najbolje su uočljive na poprečnom presjeku tj. presjeku

okomitom na osovinu debla gdje se koncentrični godovi nižu u obliku različito širokih

prstenova. Na njemu se vide godovi, srce ili srčika, srž ili jezgra, bjeljika i kora. Godovi

označavaju godišnji prirast drva tijekom godine u obliku koncentričnih prstenova. Sastoje

se od svijetlijeg dijela, šireg i mekanijeg, nastalog bujanjem vegetacije u proljeće i ljeto, i

tamnijeg, čvršćeg i užeg, nastalog tijekom jeseni i zime. Srce (srž ili srčika) drva

predstavlja posebna skupina stanica manjega promjera koje se nalaze u anatomskom

središtu poprečnog presjeka drva. Središnji, zbijeniji, tamnije obojeni godovi oko srca

sačinjavaju srž ili jezgru, a vanjski, manje zbijeni godovi, bjeljiku (bijel, bjelikovina). U

nekim se vrstama drva jezgra posebno ne primjećuje (npr. u jelovini i smrekovini) dok u

nekih može zauzeti i veći dio poprečnog presjeka (npr. u hrastovini). Vanjski plašt drva

naziva se kora.

Na radijalnom presjeku godovi izgledaju kao niz prilično pravilnih paralelnih pruga.

Na tangentnom presjeku godovi koji su bliže sredini stabla izgledaju kao vijugave, a oni

bliže kori kao paralelne linije.

Pojedine vrste drva razlikuju se svojom teksturom. Pravilna tekstura drva nastaje

od pravilne unutrašnje građe drva. Prema presjecima drva razlikujemo četiri pravilne

teksture drva:

• poprečna ili čelna tekstura drva slika je poprečnoga presjeka drva u kome se

godovi vide kao više ili manje pravilne koncentrične kružnice,

• radijalna tekstura drva slika je radijalnog presjeka drva u kome se godovi vide

kao približno ravne crte koje teku u smjeru uzdužne osi stabla,

• tangentna tekstura drva slika je tangentnog presjeka drva, obično lijepog izgleda,

• spiralna tekstura drva nastaje prilikom tokarenja ili ljuštenja drva, a godovi su

različita oblika.

Arhitektonske konstrukcije i fizika zgrade III Drvo kao građevni materijal

FIZIKALNA SVOJSTVA DRVA

TEŽINA DRVA Drvo je porozno tijelo izgrađeno od čvrstih stijenki stanica i fine mreže pora. Kada

govorimo o masi jedinice volumena drva, treba razlikovati masu jedinice volumena drva

kao poroznoga tijela koje u svojim šupljinama ima zraka, vode, smole i drugih tvari od

mase jedinice volumena drvne tvari od koje su izgrađene stijenke stanica drva. Prva se

naziva volumna težina drva, a druga specifična masa (gustoća) drvne tvari. Specifična

masa drvne tvari kreće se u vrlo uskim granicama za sve vrste drva: 1,46÷1,56 g/cm3 (u

prosjeku 1,50 g/cm3).

U praksi je važnija volumna težina drva koja predstavlja masu jedinice volumena

drva kao poroznoga tijela uz određeni sadržaj vode. Volumna se težina drva vrlo razlikuje

i ovisi o njegovoj vrsti, strukturi i sadržaju vode, o dijelu stabla iz kojega drvo potječe, o

tipu šume i dr. Prema propisima uzimaju se sljedeće vrijednosti:

četinjače: listače:

- sirovo drvo (>30% vlage) .......................................... 900 kg/m3 1000 kg/m3

- sušeno drvo (25% vlage) ......................................... 600 kg/m3 800 kg/m3

- sasvim suho drvo (<15% vlage) ................................ 500 kg/m3 800 kg/m3

VLAŽNOST DRVA Vlaga se u drvu stalno mijenja promjenom vlage i temperature zraka u svojoj

okolini. Higroskopska2 ravnoteža drva jest promjena vlage u drvu koja se neprestalno

izravnava s vlagom okolnoga zraka. Ovo nepovoljno svojstvo treba uzeti u obzir kod

tehničke primjene jer inače u određenim slučajevima može uzrokovati neželjene

posljedice. Drvo je građeno pretežito od celuloze koja ima svojstvo da upijanjem vode

bubri. Gubitkom vlage drvo se uteže, a njezinim povećanjem buja (drvo radi)3.

Promjenljivost dimenzija različita je u različitim smjerovima: najveće bubrenje je u smjeru

godova (tangentno), nešto manje u smjeru drvnih trakova (radijalno), a najmanje u smjeru

vlakanaca (longitudinalno). Isto tako, više se utežu stanice na periferiji drva nego u

unutrašnjosti, što dovodi do deformacija, pa i pucanja drvenog elementa. Kod brzog

sušenja može nastupiti i vitlanje drva. Odnos između veličine utezanja, odnosno bubrenja,

i sadržaja vode u drvu približno je linearan.

2 Higroskopnost je svojstvo tvari da svoju vlagu nastoji prilagoditi vlazi okolnoga zraka. 3 Jedan gram suhoga drva može imati ukupnu površinu šupljina 2000 cm2, a isti taj gram drva kad nabubri može povećati površinu svojih šupljina 1500 puta, što iznosi 3 000 000 cm2.

Arhitektonske konstrukcije i fizika zgrade III Drvo kao građevni materijal

Drvo se suši prema vrsti uporabe na sljedeće postotke vlage:

- namještaj u prostorijama sa centralnim grijanjem ..... 10 %

- prozori, vrata, hrastove parketne daščice ................. 13 %

- stropne grede, slijepi podovi ..................................... 15 %

- građa za krovišta ...................................................... 20 %

VODLJIVOST TOPLINE Koeficijent toplinske vodljivosti drva ovisi o anatomskoj strukturi, volumnoj težini,

smjeru vlakanaca, temperaturi i vlazi drva te se najčešće uzima λ = 0,10÷0,20 W/mK.

Radi svoje porozne strukture drvo loše vodi toplinu i u toplinsko-tehničkome pogledu

predstavlja dobar izolacijski materijal. Što je neko drvo poroznije, tj. što mu je manja

volumna težina, to je manji i koeficijent toplinske vodljivosti. Vlaga negativno utječe na

toplinsku izolaciju pa porastom vlage drva za 1%, koeficijent toplinske vodljivosti raste

prosječno za 1,25%. Rastezanje drva promjenom temperature je neznatno pa se u praksi

najčešće ne uzima u obzir.

AKUSTIČNA SVOJSTVA DRVA Drvo je nezamjenljiv materijal za postizanje akustičnih efekata. Drvena oplata

kazališta, koncertnih i konferencijskih dvorana osigurava dobra akustična svojstva.

Koeficijent apsorpcije zvuka, važan za akustiku prostorija obloženih drvom4, definiran je

kao omjer između apsorbirane i upadne zvučne energije. Zvuk se kroz drvo širi 10÷15

puta brže nego kroz zrak (332 m/s) te je brzina širenja zvuka kroz drvo približno jednaka

brzini njegova širenja kroz metale5. Nepravilnost strukture drva smanjuje brzinu zvuka. S

obzirom da je drvo četinjača pravilnije strukture od drva listača, upotrebljava se za

elemente kod kojih zahtijevamo najveću vodljivost (npr. glazbeni instrumenti). Vodljivost

zvuka važna je za procjenu stupnja zdravosti i kvalitete drva. Zdravo drvo daje jasan i

kratak zvuk, trulo odzvanja muklo i kratko, a šuplje muklo i dugo.

Zbog svoje dobre zvučne vodljivosti drvo nije dobar zvučni i akustični izolator. Ako

treba spriječiti dopiranje vanjskoga zvuka u neku zatvorenu prostoriju, drvena vrata

moraju biti konstruirana od najmanje tri sloja s time da između obložnih drvenih ploha

bude zrak ili neki drugi izolacijski materijal (staklena vuna ili sl.).

4 Ploče vlaknatice bolje apsorbiraju zvuk od masivnog drva, pogotovo ako su odmaknute od zida. Osim toga, drvene će ploče još bolje apsorbirati zvuk ako su do polovice svoje debljine zarezane u kvadratiće 10x10 cm. 5 Brzina širenja zvuka kroz drvo najveća je u smjeru vlakanaca (3200÷5200 m/s) te je gotovo jednaka kao u željezu (5000 m/s), dok je znatno manja u radijalnom i tangentnom smjeru (900÷1500 m/s).

Arhitektonske konstrukcije i fizika zgrade III Drvo kao građevni materijal

MEHANIČKA SVOJSTVA DRVA

Različite vrste drva imaju različita mehanička svojstva. Razlike svojstava različitih

vrsta drva posljedica su razlika u anatomskoj strukturi tih vrsta, međutim, postoje velike

razlike i unutar iste vrste drva, ali i unutar istog stabla, pa čak i unutar jednoga goda istoga

presjeka (npr. rano drvo ima 3÷5 puta manju čvrstoću na tlak, vlak i savijanje od kasnoga

drva u istome godu). Drvo korijena je manje čvrsto od drva debla i grana, a drvo grana je,

uz mali broj izuzetaka, čvršće od drva debla. Stoga je poznavanje utjecaja razlika u

anatomskoj strukturi drva na svojstva drva vrlo važno za ocjenu kvalitete drva i njegove

podesnosti za određenu uporabu.

Najvažnija mehanička svojstva drva su elastičnost, čvrstoća, tvrdoća, trajnost i

otpornost prema habanju. Postoji uzajamna veza između mehaničkih svojstava drva i

njegove volumne težine pa se općenito može reći: što je neko drvo unutar iste vrste teže,

to je ono elastičnije, čvršće i tvrđe. Mehanička svojstva drva najbolja su u smjeru

vlakanaca, a najlošija okomito na vlakanca.

ELASTIČNOST DRVA Elastičnost je svojstvo drva da se ono pod djelovanjem vanjske sile savije, a kada

ta sila popusti drvo se vraća u prvobitni oblik. Drvo je djelomično elastično jer kada je sila

koja djeluje na njega prevelika, drvo ili trajno zadržava zakrivljeni oblik ili pukne. Modul

elastičnosti drva ovisi o vrsti drva, strukturi drva, volumnoj težini, sadržaju vode,

temperaturi, obliku presjeka, smjeru vlakanaca, pravilnosti rasta i starosti drva. Prosječna

vrijednost modula elastičnosti iznosi 300÷2500 kN/cm2, a najveći je u smjeru vlakanaca.

Vrlo elastična drva su ebanovina, tikovina, bagremovina, lipovina, orahovina, jasenovina,

brezovina, dok su slabo elastične bukovina, hrastovina, smrekovina i javorovina.

ČVRSTOĆA DRVA Čvrstoća drva je otpor kojim drvo nadvladava silu koja na njega djeluje. Zato ona

predstavlja jedno od najvažnijih svojstava koje se traži od drva u svakoj nosivoj

konstrukciji u građevinarstvu. Prema čvrstoći drva određuje se i njegova uporabna

vrijednost. Čvrstoće na pritisak i na vlak vrlo su različite s obzirom na smjer opterećenja:

mnogo veću čvrstoću (3÷10 puta) pokazuje drvo opterećeno u smjeru vlakanaca nego

okomito na njihov smjer. Čvrstoća također ovisi i o količini vlage u drvu: što je veći sadržaj

vode to je čvrstoća manja. Prosječne čvrstoće koje se zahtijevaju od pojedinih vrsta drva

računaju se na količinu vlage od 15%. Dopušteni naponi su, međutim, iz razloga

Arhitektonske konstrukcije i fizika zgrade III Drvo kao građevni materijal

sigurnosti znatno manji od čvrstoće loma. Prema propisima utvrđeni su dopušteni naponi

za tri razreda četinjača i tri razreda listača (hrastovina i bukovina).

TVRDOĆA DRVA I OTPORNOST PREMA HABANJU Tvrdoća drva je otpor što ga drvo pruža prodiranju ili zadiranju nekoga drugog

tijela (npr. alata) u svoju unutrašnjost. Najjače se ispoljava pri mehaničkoj obradi drva.

Prema tvrdoći razlikujemo tvrdo i meko drvo. Sve četinjače ubrajamo u meka drva, a od

listača lipa, topola i joha su meko, a ostale su listače tvrdo drvo. Tvrdoća se laboratorijski

najčešće ispituje Jankeovim postupkom kojim se polovica čelične kuglice ∅ 11,28 mm (tj.

površine 1 cm2) pritiskom utiskuje u fino izravnanu površinu poprečnoga presjeka drva.

Tvrdoća u pravilu raste porastom težine drva, a pada porastom vlage. Meko drvo ima

tvrdoću do 5 kN/cm2, a tvrdo iznad 5 kN/cm2. Suho je drvo tvrđe od mokroga, drvo iz

gornjega dijela stabla tvrđe je od onoga u donjemu dijelu, a jezgra je tvrđa od bjelikovine.

Tvrdoća drva vezana je i uz volumnu težinu. Što je drvo teže - tvrđe je, što je drvo tvrđe -

otpornije je na habanje. Zbog toga se podne obloge, stubišta i ograde izrađuju iz tvrdoga

drva, a pokućstvo, građevna stolarija i krovne konstrukcije se, u pravilu, zbog lakše

obradivosti izrađuju iz mekoga drva.

TRAJNOST DRVA Trajnost drva je sposobnost da se ono odupre promjenama i razaranjima uslijed

djelovanja atmosferilija, raznih kemijskih tvari i štetnika biljnog ili životinjskog porijekla.

Svojstva drva ostaju nepromijenjena ako se drvo nalazi na suhom ili stalno u čistoj vodi.

Međutim, na trajnost drva štetno djeluju česte promjene vlage i temperature zraka. Vlaga,

koja sama po sebi ne bi djelovala nepovoljno na trajnost drva, u kombinaciji sa zrakom i

toplinom postaje odlučan faktor razaranja drva jer se stvaraju povoljni uvjeti za razvoj

mikroorganizama koji napadaju i uništavaju drvo (truljenje, crvotočina, gljivičavost). Time

mehanička čvrstoća materijala brzo opada, a nosivost konstrukcije potpuno prestaje. Ako

se drvo upotrijebi u zatvorenoj, vlažnoj prostoriji bez zračenja ili ako je izloženo

promjenama vlage i suhoće, male je trajnosti. Najbrže propada drvo koje se nalazi u

površinskome sloju zemlje (stupovi, željeznički pragovi). Ako se spriječi rad drva uslijed

stalne promjene vlage te se uklone uvjeti za razvoj nametnika (gljiva i insekata), trajnost

drva višestruko se povećava, čak do nekoliko tisuća godina. Pravilno zaštićeno drvo može

se smatrati vrlo trajnim materijalom. Stoga se zaštita drva, osim, naravno, od vatre, svodi

na zaštitu od vlage i štetnog utjecaja insekata i gljivica (ličenje uljenim bojama, parenjem i,

pogotovo, impregnacijom drva uljima i smolama: bitumenom, katranom, umjetnim

smjesama).

Arhitektonske konstrukcije i fizika zgrade III Drvo kao građevni materijal

Vremenski interval u kojem drvo zadržava prirodna svojstva zove se prirodna

trajnost drva. Približna trajnost neimpregniranog drva kreće se u vrlo širokim granicama

(izraženo u godinama):

Trajnost drva (u godinama)

Vrsta drva u površinskom

sloju zemlje

izloženo vremenskim utjecajima

stalno u čistoj vodi

jelovina, smrekovina 4÷5 40÷70 250÷400

borovina 7÷8 40÷85 250÷400

ariševina 9÷10 40÷85 ≥ 3000

hrastovina 14÷18 ≤ 100 ≥ 3000

bukovina 2÷3 10÷60 ≥ 3000

VAŽNIJE VRSTE GRAĐEVNOG DRVA

Prema anatomskoj građi i vanjskom izgledu drvo dijelimo na listače (lišćare) i

četinjače. U listače ubrajamo ono drveće koje ima razvijeno široko lišće, a u četinjače

drveće koje ima usko lišće, iglice ili četine.

A) CRNOGORIČNO DRVO (ČETINJAČE) Četinjače se odlikuju razmjerno jednostavnom unutrašnjom građom. Godovi su

izraziti, obrađena površina izgleda pravilno porozna, jezgra se posebno ne primjećuje već

je gotovo cijela masa drva bjelikovina.

• Jelovina - jasnih godova žućkastobijele boje, dugih vlakanaca gotovo bez smole,

mekana, elastična, lagano obradiva. Uporaba: građevno i stolarsko drvo za mjesta koja

nisu izložena jačem trošenju i promjenama vlage (oplate, skele, krovišta, kuhinjski

namještaj, građevna stolarija).

• Smrekovina – jasnih okruglih godova, svijetložute boje, smolni kanali vidljivi, jaki

smolni miris, dosta kvrgava. Ostala svojstva i uporaba kao u jelovine.

• Borovina - jasnih godova, crvenosmeđe boje, dugih vlakanaca bogatih smolom.

Čvršća i teže obradiva od jelovine i smrekovine, otpornija na promjenu vlage pa se može

koristiti kao građevno i stolarsko drvo izloženo promjenama vlage (podovi, stube, vrata,

prozori, pragovi).

Arhitektonske konstrukcije i fizika zgrade III Drvo kao građevni materijal

• Ariševina - jasnih godova, crvenkastosmeđe boje, srž svijetložute boje i finih

vlakanaca, smolni kanali slabo vidljivi. Elastično, srednje tvrdo, žilavo drvo, otporno protiv

insekata, trajno na suhom i pod vodom, vrlo postojano pod utjecajem vlage, lako obradivo.

Najbolja četinjača za one primjene gdje se zahtijeva trajnost i otpornost (električni i

telefonski stupovi, željeznički pragovi, krovni nosači, međukatne nosive drvene grede,

podovi, vrata i dr.).

Sl. 2 Neke vrste drveća i njihova osnovna odličja

Arhitektonske konstrukcije i fizika zgrade III Drvo kao građevni materijal

B) BJELOGORIČNO DRVO (LISTAČE) Listače su vrlo složene unutrašnje građe. Elementi građe su nepravilno

raspoređeni. Godovi nisu jako uočljivi, ali su sržni traci (sjajne mrlje različitih veličina koje

u poprečnome presjeku radijalno teku od srca do kore drva) dosta upadljivi. Obrađena

površina na poprečnome presjeku izgleda porozna, a na radijalnome kao isparana iglom

po dužini. Anatomski elementi građe nisu međusobno tijesno zbijeni već između ostaju

prazni prostori ispunjeni zrakom, vodom ili smolom. O veličini pora ovisi poroznost drva i,

s tim u vezi, znatna razlika u volumnoj težini pojedinih vrsta drva (težina sirovog i suhog

drva).

• Hrastovina - jasnih godova, s uskim prstenom (6÷8 cm) žućkaste bjelikovine uz

koru, a sva je ostala površina poprečnog presjeka crvenkastosmeđa ili sivosmeđa jezgra.

Hrastovina sadrži tanin koji ga čini otpornim na vanjske utjecaje. Najčvršće je i najbolje

tehničko drvo, teško, tvrdo, elastično, dobre cjepivosti i obradivosti, vrlo trajno, otporno na

promjene vlage. Ima veliku čvrstoću na pritisak u svim smjerovima za razliku od ostalih

vrsta građevnog drva. Uporaba: građevno i tehničko drvo na mjestima za koja se traži

trajnost i veća čvrstoća (namještaj, građevna stolarija) te za izradu furnira.

• Bukovina - gustih vlakanaca, nevidljivih pora, svjetložute do crvenkaste boje,

gotovo bez jezgre pa je cijeli presjek bjelikovina. Vrlo je tvrda, gusta, otporna na

istrošenja, stalno u vodi trajna, ali na promjenama vlage propada. Jako se uteže i bubri,

sklona je vitoperenju i podložna crvotočini te je stoga potrebna tehnološka obrada

vodenom parom (parena bukovina). Uporaba: kao stolarsko drvo (furniri, šperploče,

panel-ploče, iverice, vlaknatice), parketi, drvene stube, kocke za pješačke površine.

O B R A D A D R V A

Dijelovi oborenog stabla sortiraju se kao tehničko drvo, drvo za kemijsku preradu

(pretežito proizvodnja celuloze potrebna industriji papira) i ogrjevno drvo.

Dobro tehničko drvo treba biti ravnih vlakanaca, bez mnogo čvorova, homogene

strukture, ne smije biti vlažno, trulo, ispucano niti izvitopereno. Međutim, različiti uporabni

zahtjevi dozvoljavaju i korištenje drvne građe s većim ili manjim greškama pa se drvo

najčešće dijeli u tri klase koje određuju kvaliteta građe i dozvoljena naprezanja u

konstrukciji. Kod nižih klasa uzima se veći koeficijent sigurnosti:

I klasa ............ građa posebne nosivosti II klasa ............ građa obične nosivosti III klasa ............ građa male nosivosti.

Arhitektonske konstrukcije i fizika zgrade III Drvo kao građevni materijal

Drvo koje se upotrebljava u građevnim konstrukcijama naziva se građevno drvo.

Građevno se drvo obrađuje tesanjem, rezanjem, piljenjem, cijepanjem, ljuštenjem,

lijepljenjem većeg broja tanjih listova u jednu ploču, usitnjavanjem i rastavljanjem u

vlakanca koja se zatim, uz dodatak veziva, prešaju u ploče. Prema načinu obrade

građevno drvo dijelimo na:

A) OBLO GRAĐEVNO DRVO djelomično zadržava prirodni oblik. Obla se građa dobija

rezanjem stabala i debelih grana okomito na pravac pružanja vlakanaca. U oblo drvo za

daljnju preradu idu sve vrste trupaca. Trupci su dijelovi debla namijenjeni daljem

prerađivanju piljenjem, rezanjem i ljuštenjem. Oblo građevno drvo se upotrebljava za

skele, pragove, mostove itd. Dijeli se prema duljini na kratku (do 4 m), srednju (4÷8 m) i

dugu građu (8÷12 m). Kvaliteta i dimenzije određeni su normama.

B) OBRAĐENO GRAĐEVNO DRVO je rezano drvo određenog oblika i dimenzija, a

dobija se iz četinjača te tvrdih i mekih listača. Služi neposrednoj uporabi ili daljnjoj preradi.

Ovakva rezana građa dijeli se na normalnu građu (daske komercijalne dužine, kratke

daske, daske za izradu brodarskih podova, gredice, letve) i specijalnu građu (podnice za

građevne skele, građa za željeznička kola, rezane grede).

• Tesana i cijepana građa izrađuje se tehnikom tesanja ili cijepanjem po žici drva.

Može biti pravokutnog i kvadratičnog oblika, a ako ivice ostaju prirodno zaobljene onda se

građa zove polutesana. Tesanjem se izrađuju gredice, grede, stupovi za ograde, pragovi

itd. Tesanjem drvo gubi svoj obli oblik i dobija oblik prizme. Tehnika tesanja vrlo je stara,

ali je danas u velikoj mjeri zamijenjena piljenjem.

• Piljena građa se dobija rezanjem trupaca u jednoj ravnini ručno pilom ili strojno.

Piljenje je presijecanje snopova drvenih vlakanaca u jednoj ravnini u smjeru vlakanaca,

okomito ili koso na njih. Prema načinu obrade piljena građa može biti okrajčena i

neokrajčena. Kod neokrajčene građe bočne strane zadržavaju prirodnu oblinu trupca. Na

piljenicama se šire stranice presjeka nazivaju stranice ili lice, dok su uže stranice presjeka

rubovi ili bokovi piljenica. Stranice okranute prema periferiji trupca su lijeve stranice, a

stranice okrenute prema srcu trupca su desne stranice piljenice.

Prema toku godova daske mogu biti blistače, polublistače ili polubočnice te

bočnice. Blistače ili radijalne piljenice se dobijaju rezanjem srednjeg dijela trupca pa imaju

radijalnu teksturu, tj. godove okomite na šire stranice. Bočnice ili tangentne piljenice

dobijaju se rezanjem bočnog dijela trupca pa su godovi, odnosno tangente na godove

približno paralelni sa stranicama piljenica. Polublistače i polubočnice se razlikuju prema

kutu što ga zatvaraju godovi, odnosno tangente na godove, s većom stranicom presjeka.

Arhitektonske konstrukcije i fizika zgrade III Drvo kao građevni materijal

Prema položaju srca, piljena građa može biti sa srcem, bez srca, s prorezanim ili

izrezanim srcem.

Piljena građa dijeli se prema odnosu širine i visine pravokutnog poprečnog

presjeka na piljenice, s odnosom stranica većim od 1:3 (listovi, daske, platice), i četvrtače,

čiji je odnos stranica do 1:3 (letve, gredice i grede).

Piljenice se prema debljini dijele na:

a) piljene furnire (oplatice): debljine d = 0,6÷4 mm, b) listove (tanke piljenice): d = 5÷11 mm, hrastovina iznimno d = 5÷18 mm, c) daske: d = 12÷47 mm, hrastovina iznimno d = 19÷47 mm, d) platice (planke, mosnice): d ≥ 48 mm.

Četvrtače se prema veličini poprečnoga presjeka dijele na:

a) letve: 6/24÷33/48 mm, duljine d = 1,0÷ 6,0 m b) gredice: 38/48÷100/100 mm (obje stranice ≤ 100 mm), d = 0,5÷6,0 m c) grede: 100/100÷180/200 mm (obje stranice ≥ 100 mm), d = 4,0÷8,0 m

Sl. 3 Piljena građa

Arhitektonske konstrukcije i fizika zgrade III Drvo kao građevni materijal

PROIZVODI OD PRERAĐENOG DRVA

Industrija piljene građe nastoji poboljšati ukupno korišćenje drvne mase kao

sirovine jer sve veći zahtjevi za uporabom drva nisu praćeni i povećanom proizvodnjom

drva. Piljeljem trupca na više dijelova, u pravilu prizmatskog oblika (daske, platice, grede i

dr.), nastaje velika količina krupnijih (okrajci) i sitnijih (piljevina, blanjevina) drvenih

otpadaka. Velike količine otpadaka negativno djeluju na ekonomski uspjeh drvne industrije

pa drvnu sirovinu treba koristiti u potpunosti. To se postiže proizvodnjom ploča od

ukočenog (šperploče, panel-ploče) ili usitnjenog (vlaknatice, iverice) drva, za koje se

koriste manje vrijedni drvni dijelovi i neke vrste drvnog otpada, uglavnom iz industrijske

prerade drva.

Osnovna je značajka tih ploča da su njihovi drvenasti dijelovi (furniri, letve, iveri,

vlakanca) međusobno križno slijepljeni. Takvim je lijepljenjem spriječeno bubrenje i

utezanje pojedinih drvenih elemenata u ploči pa je ona razmjerno "mirna" te se, u odnosu

prema masivnom drvu, vrlo malo uteže i bubri.

Druga važna značajka ukočenih ploča je njihova jednolična građa. Ona je kod

svake vrste ploča prilično stalna i jednolična pa svaka vrsta ploče ima svoja relativno

stalna tehnička i mehanička svojstva. Stoga ukočene ploče i ploče od usitnjenog drva sve

više zamjenjuju skupo masivno drvo pa se pred njih postavljaju jednaki zahtjevi koji se

postavljaju i za masivno drvo.

Ploče proizvedene na bazi drva pojavljuju se početkom dvadesetoga stoljeća:

1910. furnirske ploče, 1928. lake građevne ploče od drvne vune i mineralnog veziva,

1930. vlaknatice, 1950. iverice, 1967. MDF-ploče6. Od ukupne proizvodnje ploča u svijetu

1995. godine 37% otpada na iverice, 37% na furnirske ploče, 10% na vlaknatice, 6% na

MDF-ploče, 6% na OSB-ploče7 i 4% na furnire.8

A) MATERIJALI OD UKOČENOG ILI VEZANOG DRVA Ukočeno (vezano, šperovano) drvo dobija se lijepljenjem furnirskih listova ili

piljenog drva i furnirskih listova.

Furniri ili oplatice tanki su listovi drva dobiveni piljenjem, rezanjem ili ljuštenjem9.

Debljina listova furnira iznosi 0,2÷10,0 mm, a najčešće su debljine 0,5÷3,5 mm. Slijepi

(unutrašnji, donji) furniri proizvedeni ljuštenjem trupaca služe pretežito u proizvodnji

6 MDF-ploča (Medium Density Fibreboard) - srednje gusta vlaknatica, medijapan ploča 7 OSB-ploče (Oriented Strength Board ili Oriented Structural Board ili Oriented Strand Board) - ploča iverica za graditeljstvo s orijentiranim iverjem 8 Podaci iz: V. Bruči i V. Jambreković: "Ploče iverice i vlaknatice", Zagreb, 1996., s. 11

Arhitektonske konstrukcije i fizika zgrade III Drvo kao građevni materijal

furnirskih i stolarskih ploča te kao podloga plemenitome furniru. Plemeniti furniri, koji

iskorištavaju estetska svojstva drva: boju, teksturu i sjaj, proizvode se kao piljeni i rezani

furniri, a koriste se uglavnom za oplemenjivanje lica namještaja, opločenje dvorana,

intarzijske radove i sl. Debljina im iznosi 0,5÷1,0 mm, izuzetno do 2,0 mm. Polukružno

ljušteni furniri također se upotrebljavaju za furniranje.

Sl. 4 Izrada ljuštenoga furnira

9 Od ukupne svjetske proizvodnje furnira na piljeni furnir otpada 4%, na rezani 6%, a na ljušteni čak 90%.

Prema načinu proizvodnje ukočeno se drvo dijeli na:

• Šperploče (furnirske) ploče: sastavljene su od neparnog broja (najmanje tri)

križno slijepljenih furnirskih listova. Dijele se na obične, brodske i avionske. Obične se

šperploče, ukupne debljine 3÷12 mm, u pravilu izrađuju od tri ili pet ljuštenih furnirskih

listova, najčešće bukovih. Dimenzije običnih šperploča su: dužina 160÷250 cm (raste po 5

cm), širina 55÷115 cm (raste po 5 cm), 117 i 122 cm te 125÷150 cm (raste po 5 cm).

Dužina ploče se uvijek mjeri u smjeru vlakanaca vanjskih listova ploče, a širina okomito na

njih. Prednost šperploča u odnosu na puno (masivno) drvo jest: postojanost (stabilnost)

oblika, jednolika čvrstoća u svim smjerovima, veća savitljivost, ekonomičnost, mogućnost

proizvodnje velikih površina, otpornost prema pucanju pri zabijanju čavala i bušenju,

manja higroskopnost. Najviše se koriste u proizvodnji namještaja i građevne stolarije.

• Stolarske (panel) ploče: sastoje se od srednjice sastavljene od letvica mekoga

drva ili ljuštenih furnira i od obložnih furnira kojima je smjer vlakanaca okomit na smjer

vlakanaca letvica. Letvice, širine 13÷25 mm, trebaju biti postavljene tako da su im godovi

okomiti na ravninu ploče ili prema njoj nagnuti na suprotne strane u susjednim letvicama

kako bi utezanje po debljini ploče bilo jednolično. Letvice i obložni furniri spojeni su

ljepilom.

Arhitektonske konstrukcije i fizika zgrade III Drvo kao građevni materijal

Srednjice od ljuštenih furnira kvalitetnije su nego srednjice od letvica, ali i skuplje.

Debljina panel-ploča iznosi 14÷40 mm, širina 85÷150 cm, a dužina 200÷250 cm (duljina

je, kao i kod šperploča, dimenzija u smjeru vlakanaca, a širina okomito na njih).

Upotrebljavaju se za izradu namještaja, vrata, oplata i sl., odnosno kada se traže velike

ravne plohe stabilnih dimenzija i oblika.

Sl. 5 Ukočene ploče: panel-ploče i šperploče

• Uslojene (lamelirane) ploče: sastavljene su od velikog broja tankih listova furnira

koji se pod pritiskom lijepe umjetnim smolama. Vlakanca furnira su usporedna, osim kod

svake desete lamele gdje se križaju. Ove su ploče vrlo elastične i otporne na atmosferilije.

Debljine su 1,2÷20,0 mm, širine najčešće 45,0 cm i duljine do 500,0 cm. Povoljna svojstva

ovog materijala su veća čvrstoća, elastičnost, manje utezanje pri sušenju te manje

deformacije.

B) MATERIJALI OD USITNJENOGA DRVA

• Lake građevne ploče različitih karakteristika i strukture proizvode se od drvne

vune, tj. tankih valovitih traka različitih duljina i širina, strugotina i drugih drvnih otpadaka s

dodatkom mineralnog veziva (cementa, magnezita i sadre). Sredstva za mineraliziranje i

impregnaciju drvne vune (vapneno mlijeko, klorkalcij, vodeno staklo) ubrzavaju i vezanje

cementa. Otporne su protiv smrzavanja, vatre, gljivica i insekata, ne utječu nepovoljno na

Arhitektonske konstrukcije i fizika zgrade III Drvo kao građevni materijal

građevne materijale s kojima dolaze u dodir, manje su higroskopne nego drvo od koga su

izrađene jer sadrže nehigroskopno vezno sredstvo i mogu se žbukati što im povećava

vatrootpornost. Ploče se mogu obrađivati kao drvo te se upotrebljavaju za brojne

građevne svrhe: pregradne zidove, montažne kuće i barake i dr. Tanje ploče najčešće

služe kao građa za pokućstvo dok su deblje dobar toplinski i zvučni izolator.

• Ploče iverice su proizvodi izrađeni od iverja drva četinjača i mekih listača ili

drugih lignoceluloznih (konoplja, lan, kukuruzovina) sirovina, vezanih ljepilom od umjetnih

ili prirodnih smola uz djelovanje topline, pritiska, vlage i katalizatora. Osnovne su sirovine

za proizvodnju iverica drvo ili druge lignocelulozne tvari, a pomoćne su veziva, otvrđivači,

hidrofobna sredstva (parafinske emulzije), zaštitna sredstva protiv insekata i gljiva,

sredstva za smanjenje gorivosti i dr. Iverje se suši na 3÷6% vlage. Veziva mogu biti

prirodne smole (danas se rijetko koriste), umjetne smole te mineralne tvari (cement,

magnezit MgCO3 i gips ili sadra) za posebne vrste građevnih ploča. Iverice se

razvrstavaju prema volumnoj težini u lake ili izolacijske, srednjeteške i teške. Srednjeteške

se najviše proizvode, a mogu biti jednoslojne ili višeslojne. Srednji sloj troslojnih ploča

izrađuje se od grubljeg i jeftinijeg, a vanjski od finijeg i skupljeg iverja. Iverice se

upotrebljavaju za izradu namještaja, vrata, pregradne zidove i dr. Ispunjene ploče iverice

debljine su 4÷30 mm, a šuplje 24÷50 mm. Ploče su široke 122÷183 cm i duge 200÷360

cm. Radi dekoracije i/ili tehničkog poboljšanja ploča iverica se može oplemeniti s jedne ili

obje strane plemenitim furnirom, dekorativnim pločama, folijama i papirima impregniranim

umjetnim smolama. Oplemenjena iverica je mehanički, fizički i kemijski otpornija.

• Ploče vlaknatice (lesonit) proizvode se međusobnim prepletanjem vlakanaca

drva ili drugih lignoceluloznih tvari (konoplja, lan, kukuruzovina) slijepljenih u prvome redu

adhezivnim silama koje djeluju među njima, uz dodatak vezivnih sredstava za povećanje

čvrstoće, otpornosti prema vlazi, vatri, insektima i gljivicama. Postupci za proizvodnju

ploča vlaknatica slični su postupcima za proizvodnju papira. U proizvodnji ploča vlaknatica

veliki je utrošak električne energije zbog primjene snažnih strojeva za rezanje i

razvlaknjenje drvne sirovine. Ploče se proizvode mokrim ili suhim postupkom. Vlaknatice

proizvedene mokrim postupkom imaju glatko lice, a naličje im je mrežasto zbog primjene

sita za ocjeđivanje viška vode i boljeg isparavanja vode tijekom prešanja. Ploče vlaknatice

proizvedene suhim postupkom imaju obje površine glatke jer se izrađuju prešanjem suhih

vlakanaca drva.

Tehnička svojstva ovise o pritisku: ploče proizvedene pod manjim pritiskom

(debljine 7÷25 mm) služe za toplinsku i/ili zvučnu izolaciju, a one proizvodene pod velikim

pritiskom tanke su (debljine do 8 mm) i teške pa se koriste umjesto ukočenih ploča

(namještaj, zidne obloge, vrata). Izolacijske se ploče proizvode mokrim postupkom, a

Arhitektonske konstrukcije i fizika zgrade III Drvo kao građevni materijal

tvrde ploče mokrim ili suhim. Vlaknatice se mogu piliti, brusiti, čavlati, pričvršćivati vijcima,

lijepiti, savijati i površinski obrađivati.

C) MDF- PLOČE (MEDIJAPAN PLOČE) MDF-ploče katkad se svrstavaju u vlaknatice, a katkad u iverice. U odnosu na

vlaknatice imaju manju gustoću i veću debljinu, a u odnosu na iverice homogenije su

strukture po cijeloj debljini presjeka. Po svojim karakteristikama i tehnologiji izrade MDF-

ploče bliže su ivericama pa se za njihovo ispitivanja primjenjuju iste metode i isti tehnički

normativi kao i za iverice.

Prvi su puta proizvedene u Americi 1967. godine. Po tvrdoću su između

izolacijskih (mekih) i tvrdih vlaknatica. Dobra su zamjena za masivno drvo zbog

ravnomjerne gustoće što omogućava reljefnu obradu rubova. Kao sirovina najčešće se

koriste četinjače i meke listače, a u novije vrijeme i bukovina. Koriste se svi otpaci iz

prerade drva. Jako usitnjenim drvnim vlakancima dodaju se ljepilo, parafin i vosak.

Standardne dimenzije ploča su: debljina 8÷40 mm, duljina 275 i 550 cm te širina 153 cm.

Primjenjuju se u industriji namještaja i građevinarstvu.

Arhitektonske konstrukcije i fizika zgrade III Drvo kao građevni materijal

SPAJANJE DRVENIH ELEMENATA

Kada se neka drvena konstrukcija treba sastaviti iz više komada, sastavni se

dijelovi međusobno povezuju u čvrst i cjelovit konstruktivni sklop. Oblik i izvedba veze

ovise u prvom redu o silama koje djeluju na spoj i o položaju konstrukcije. Pri tomu treba

omogućiti prijenos sile od jednog elementa na drugi i osigurati nepokretnost jednog dijela

prema drugome.

Vezovi drva moraju biti jednostavni, ali dovoljno čvrsti da preuzmu sve sile koje

djeluju na spoj. Vezanje drva vrši se tesarskim i stolarskim vezovima koji su često

pojačani i osigurani drvenim ili čeličnim sredstvima za povezivanje i/ili ljepilom. Tesarski

spojevi imaju na mjestima gdje se elementi sastavljaju i prenose sile prikladno oblikovane

prijenosne spojne plohe. Drvo se za određene potrebe može povezivati i samo sredstvima

za povezivanje bez izvedbe drugih vezova. Spojna sredstva koja nisu namijenjena

prijenosu sila nazivaju se konstruktivnim spajalima, za razliku od osnovnih "nosivih"

spajala. U drvenim je konstrukcijama redovito potrebno nastavljanje elemenata u dužinu

jer je duljina građe obično manja od duljine štapova u konstrukciji. Ti se nastavci u pravilu

vrše spajalima, ali se također mogu izvesti tesarskim vezovima i ljepljenjem. Kao spajala

mogu služiti: skobe, trnovi, vijci s maticama, čavli, vijci za drvo, moždanici i ljepila.

A) TESARSKI VEZOVI Predstavljaju tradicionalni način povezivanja drvene građe. Nedostatak im je

oslabljenje drva na najosjetljivijim mjestima te nemogućnost povezivanja više od dva

elementa u jednome čvoru. Danas se izbjegavaju komplicirani tesarski vezovi te se sve

više upotrebljavaju različita vezna sredstva (moždanici, vijci, čavli, ljepila) koja omogućuju

povezivanje uz minimalno ili nikakvo oslabljenje građe. Tesarski se vezovi još

upotrebljavaju kod izvedbe klasičnih drvenih krovnih konstrukcija, oplata i drvenih obloga.

Dubine zasijecanja određuju se prema veličini napadnih sila u spoju te vrsti i debljini

konstruktivnih elemenata. Stolarski se vezovi pretežito koriste kod izrade pokućstva.

Prema položaju drvenih komada i napadnim silama na spoj razlikujemo sljedeće

vrste tesarskih vezova: vezovi produženja (horizontalni i vertikalni), vezovi pojačanja,

vezovi proširenja (prekrivanje neke površine npr. daskama), vezovi križanja (pravokutni i

kosokutni sudari), vezovi ogranka i kutni vezovi (povezivanje elemenata na njihovim

krajevima).

(sljedeće dvije stranice) Sl. 6 Primjeri tesarskih vezova: I - vezovi križanja; II - vezovi ogranka; III - kutni vezovi

Arhitektonske konstrukcije i fizika zgrade III Drvo kao građevni materijal

Arhitektonske konstrukcije i fizika zgrade III Drvo kao građevni materijal

Arhitektonske konstrukcije i fizika zgrade III Drvo kao građevni materijal

B) DRVENA SPOJNA SREDSTVA

• Klinci (drveni čavli) - u obliku krnje piramide s neznatno kosim stranicama

(kvadratični poprečni presjek) ili valjka (okrugli poprečni presjek). Zabijaju se u rupe

izbušene svrdlom. Materijal: prvorazredna parena bukovina, drenovina ili hrastovina.

• Trnovi - okruglog ili osmerokutnog presjeka, cilindričnog ili koničnog oblika

(lagano se suzuju od sredine prema oba kraja). Trnovi su promjera 20÷40 mm i duljine

4÷10 cm. Izrađuju se od tvrdog drva prosušenog na 12÷17% vlage. Polovica trna ulaže se

u rupu donjeg, a druga polovica ulazi u rupu gornjega spojnog komada. Rupe izbušene u

drvetu nešto su manjega promjera od promjera trna.

• Pera - izrađena su iz tankih i uskih daščica žilavog i tvrdog drva. Vlakanca im

teku u smjeru širine pera. Ulažu se u suprotne utore drvenih dasaka te ih tako povezuju.

• Klinovi - pravokutnog su poprečnog presjeka, a izrađuju se iz komada daske ili

platice tako da se komad uzdužno pili po sredini, pa mu na krajevima ostaje jedno uže i

jedno deblje zatupljenje. Tako se dobivaju dva klina (klin i protuklin). Upotrebljavaju se za

ukrućenje vezova.

• Sponke - rezane su u obliku lastinog repa iz daščica žilavog drva.

• Moždanici - obično pravokutnog prizmatičnog oblika, izrađeni od tvrdog i

prosušenog drva (12÷17% vlage). Tesarski se moždanici koriste za povezivanje složenih

spojeva, a vez se dodatno učvršćuje čeličnim vijcima.

Sl. 7 Drvena spojna sredstva

Arhitektonske konstrukcije i fizika zgrade III Drvo kao građevni materijal

C) ČELIČNA SPOJNA SREDSTVA

• Skobe (klanfe) - pomoćna su spajala širine 60÷140 mm i duljine oko 25 cm, a

izrađuju se iz okruglog (∅16÷25 mm) ili plosnog čeličnog profila. Krajevi su okomito

savijeni u odnosu na trup i zašiljeni ili nasječeni tako da teže mogu ispasti iz drva.

Upotrebljavaju se za privremeno spajanje drvenih konstrukcija.

• Vijci za drvo - sastoje se od koničnog trupa s narezima i glave s urezom. Glava

može biti upuštena, poluupuštena ili okrugla. Duljina vijka s polukružnom, lećastom i

upuštenom glavom iznosi 10÷100 mm, a onih s četverokutnom i šesterokutnom glavom

20÷200 mm.

• Vijci s maticom (svornjaci) - sastoje se od trupa, glave i matice te podložnih

pločica. Trup je cilindričan, na jednome kraju ima nareze, a na drugome iskovanu

šesterokutnu ili kvadratičnu glavu. Matica je također šesterokutnog ili kvadratičnog oblika,

ev. okrugla s urezima. Podložne pločice, okrugle ili kvadratične, debljine najmanje 4 mm,

služe da se kod pritezanja pritisak glave i matice prenese na što veću površinu.

• Žični čavli - proizvode se iz čelične žice. Uobičajene dimenzije čavala koji se

koriste u tesarstvu su: debljina 2,0÷5,0 mm, duljina 40÷120 mm, ev. do 310 mm.

Označuju se umnoškom dva broja (npr. 38x85) gdje prvi broj predstavlja debljinu trupa

čavla u 1/10 mm, a drugi njegovu duljinu u mm. Promjer čavla ovisi o najtanjoj debljini

drva koje se spaja, o vlažnosti drva i širini godova. Čavli u spoju mogu biti jednorezni ili

višerezni, prema tome kroz koliko spojnih ploha prolaze, kako su duboko u krajnji dio

prodrjeli i koji elementi čine pojedini štap u čvoru.

• Kovani čavli - prije kovani rukom, danas strojno. Četvrtasti trup suzuje se u šiljak

koji se može na vrhu nasjeći kako bi se povećala sigurnost na čupanje ili ispadanje čavla.

Žilaviji su od žičnih čavala, ali se danas rijetko upotrebljavaju.

• Plosne spone - izrađuju se iz plosnog željeza debljine 6÷15 mm, širine 20÷60

mm. Spona je proviđena sa četiri rupe, a krajevi su joj svinuti i zašiljeni. Krajevi se zabijaju

u drvo, a spona se dodatno učvršćuje za drvo jakim čavlima ili vijcima.

• Moždanici – ulošci koji se stavljaju u reške između drvenih elemenata kako bi se

spriječilo njihovo pomicanje odnosno omogućio prijenos sila s jednoga na drugi element.

Postoje različite vrste, npr. prstenasti moždanici izrađeni iz čelika, zatim pločasti

napravljeni od lijevanoga željeza u obliku koničnih probušenih okruglih pločica te

nazupčani izrađeni u obliku nazupčanih prstenova ili ploča. U sredini ploče imaju okrugli

prorez za vijak. Zatezanjem vijka ili udarcima utiskuju se zupci moždanika u drvo

priljubljenih greda.

Arhitektonske konstrukcije i fizika zgrade III Drvo kao građevni materijal

Čelična vezna sredstva izložena vlazi trebaju se zaštititi protiv hrđanja premazima

(minij, cink, bitumen) ili galvaniziranjem.

Sl. 8 Čelična spojna sredstva

D) LJEPILA Ljepila su tvari koja se u tekućem stanju nanose na dvije površine tako da se one,

pošto su se pod pritiskom sljubile i određeno vrijeme tako stajale, čvrsto povežu.

Povezivanje drvenih elemenata ljepilima osobito je povoljno iz razloga što se ne oslabljuje

nosivi presjek elementa, a lijepljenjem se povezuju čitave plohe. Na taj se način mogu

izraditi elegantne nosive konstrukcije velikih raspona.

Drvene lamelirane konstrukcije često se upotrebljavaju za arhitektonski zahtjevne

konstrukcije većih raspona. Izvode se iz "beskonačno" dugih lamela koje se režu na

određene duljine i međusobno lijepe. Lamele su debljine od 10 mm naviše, najčešće

32÷44 mm, a gotovi slijepljeni lamelirani nosači širine 8÷28 cm i visine 10÷250 (pa i više)

cm. Za lijepljenje lamela u lameliranim konstrukcijama najčešće se koriste sintetska

ljepila: rezorcinske smole i melaminska ljepila. Učinkovitost lijepljenih spojeva obiju vrsta

približno je jednaka, razlika je u vidljivosti sljubnica: rezorcinske smole su tamnosmeđe pa

je i spoj lamela dobro vidljiv, dok su melaminska ljepila bijela te se kod tako slijepljenih

nosača sljubnice lamela gotovo ne vide što može biti bitno kod nekih arhitektonskih

zahtjeva.

Po svome sastavu ljepila su smjese raznih prirodnih ili sintetskih tvari otopljenih u

Arhitektonske konstrukcije i fizika zgrade III Drvo kao građevni materijal

vodi ili nekom organskom otapalu. Plohe

koje se lijepe trebaju biti oblanjane i

čiste, a debljina ljepila što manja. Za

vrijeme dok ljepilo nije posve vezalo,

plohe trebaju biti čvrsto pritisnute i

potpuno sljubljene. Drvo ne smije imati

količinu vlage višu od 17%. Kod

konstrukcija izloženih vlazi treba se

koristiti ljepilo otporno na vlagu. Za

izradu lijepljenih konstrukcija smiju se

koristiti samo daske do 25 mm debljine.

Sl. 9 Lijepljenje drvenih elemenata

Ljepila za drvo mogu se dijeliti na više načina:

• prema porijeklu: prirodna i sintetska ljepila,

• prema namjeni: konstrukcijska ljepila (otporna na atmosferilije i mikroorganizme,

upotrebljavaju se u građevinarstvu, brodogradnji i dr.) i ljepila za pokućstvo (zadržavaju

čvrstoću u stambenim uvjetima),

• prema načinu primjene: hladna (stvrdnjavaju na temperaturi nižoj od 40°C) i topla

(stvrdnjavaju na temperaturama 80÷140°C),

• prema porijeklu i kemijskom sastavu: biljna, životinjska, mineralna i sintetička:

biljna ljepila životinjska ljepila mineralna ljepila sintetička ljepila 1. škrobna 1. glutinska 1. vodena stakla 1. karbamidna 2. bjelančevinska 2. albuminska 2. fenolna 3. kazeinska 3. melaminska 4. rezorcinska 5. polivinilacetilna

- Biljna i životinjska ljepila - danas se rijetko upotrebljavaju jer su osjetljiva na vlagu

i mikroorganizme.

- Mineralna ljepila - kalijevo i natrijevo vodeno staklo jeftina su, ali kratkotrajna

ljepila. Razređuju se vodom, otporna su na visoke temperature i mikroorganizme, nisu

štetna za zdravlje. Uporaba: za privremene spojeve (npr. izložbe, sajmovi), privremena

zaštita zapaljivih materijala od požara.

- Ljepila od umjetnih smola (sintetička ljepila) - danas se gotovo isključivo

upotrebljavaju ljepila različitih kemijskih sastava. Izrađuju se u obliku tekućina, kaše,

praška ili filma. Vrlo su čvrsta i trajna, otporna na atmosferilije, vlagu i mikroorganizme.

Međutim, često su neugodnog mirisa, a pri radu treba koristiti gumene rukavice.

Arhitektonske konstrukcije i fizika zgrade III Drvo kao građevni materijal

LITERATURA:

1. Bruči, Vladimir i Jambreković, Vladimir: "Ploče iverice i vlaknatice", Zagreb, 1996. 2. Horvat, I.; Krpan, J.: "Drvno industrijski priručnik", Tehnička knjiga, Zagreb, 1967. 3. Novosel, Zvonko: "Poznavanje materijala" (radni materijal Drvodjeljske škole), Zagreb, 2000. 4. Peulić, Đuro: "Konstruktivni elementi zgrada", II dio, Tehnička knjiga, Zagreb, 1975. 5. Staničić, Nikola: "Drvodjeljska tehnologija materijala - udžbenik za stručno obrazovanje",

Školska knjiga, Zagreb, 1977. 6. Tufegdžić, Vlastimir: "Građevinski materijali - poznavanje i ispitivanje", Naučna knjiga, Beograd,

1966. 7. Ugrenović, Aleksandar: "Tehnologija drveta", Nakladni zavod Hrvatske, Zagreb, 1950. 8. *** "Drvo" (separat), Arhitektonski fakultet, 1973. 9. *** Leksikon građevinarstva (ur. V. Simović), Masmedia, Zagreb, 2002. 10. *** Tehnička enciklopedija, sv. 3, s. 401-473, JLZ, Zagreb, 1969.

Priredila: dr.sc. Ariana Štulhofer

Predmetni nastavnik: dr.sc. Benedetto Tardozzi

Zagreb, 2000. i 2003.