Upload
brunodoljanin
View
234
Download
11
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Svojstva Drva
Citation preview
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)
5/24/2018 Svojstva Drva
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 %
5/24/2018 Svojstva Drva
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
5/24/2018 Svojstva Drva
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
5/24/2018 Svojstva Drva
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
5/24/2018 Svojstva Drva
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
5/24/2018 Svojstva Drva
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
5/24/2018 Svojstva Drva
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
5/24/2018 Svojstva Drva
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
5/24/2018 Svojstva Drva
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
5/24/2018 Svojstva Drva
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
5/24/2018 Svojstva Drva
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
5/24/2018 Svojstva 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
5/24/2018 Svojstva Drva
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 )
5/24/2018 Svojstva Drva
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
5/24/2018 Svojstva Drva
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