2022-11-20 21:01:05 
Wpływ wilgotności drewna na własności techniczno-użytkowe
Wilgotność drewna określana jest jako stosunek masy wody zawartej w drewnie do masy suchego drewna, a jej poziom podaje się w procentach.
Bezpośrednio po ścięciu drewno ma wilgotność przekraczającą nawet 100 %, ale po przetarciu i wysuszeniu w stanie powietrzno-suchym osiąga 15-20% wilgotności, a wbudowane w suchych pomieszczeniach poziom jego wilgotności wynosi przeciętnie o ok. 10 %.
Przy zmianach wilgotności drewno kurczy się podczas suszenia, a podczas nasiąkania wodą pęcznieje. W warunkach użytkowania elementów drewnianych główny problem związany z jego ochroną dotyczy zabezpieczenia przed nadmiernym zawilgoceniem spowodowanym chłonnością higroskopijną, nasiąkaniem kontaktowym bądź zalaniem.
Zjawisko chłonności higroskopijnej wynika z dążenia do wyrównania wilgotności drewna z wilgotnością otaczającego je powietrza i w praktyce musi być uwzględniane głównie przy zastosowaniu wewnątrz użytkowanych pomieszczeń.
Przy wilgotności względnej powietrza wynoszącej 100 % drewno osiąga poziom wilgotności 28%, co jest stanem nasycenia dla wilgotności higroskopijnej (z powietrza). W warunkach optymalnej wilgotności powietrza w zakresie 45-55% drewno utrzymuje wilgotność na poziomie 8-12%.
Najczęstszy powód nadmiernego zawilgocenia elementów drewnianych w takim otoczeniu to niedostateczna wentylacja prowadząca do długotrwałego utrzymywania się wysokiej wilgotności powietrza połączona niekiedy z z kondensacja pary wodnej również na elementach drewnianych.
Charakterystyczną cechą drewna jest również jego nasiąkliwość, czyli zdolność do wchłaniania wody (lub innych cieczy) przez drewno, które jest w tej cieczy zanurzone lub styka się z materiałem o dużej wilgotności.
Stopień nasiąkliwości zależy od porowatości drewna, która z kolei ma związek z jego gęstością - drewno o dużej gęstości wolniej wchłania wodę, ponieważ ma mniej porów od drewna lżejszego. Różna też będzie głębokość nasiąkania związana nie tylko z gatunkiem drewna ale również przekrojem, przez który zachodzi wchłaniania wody.
Największa nasiąkliwość następuje przy czołowym kontakcie z wodą (przekrojem prostopadłym do przebiegu włókien), gdyż występuje wtedy również intensywne podsiąkanie kapilarne w przestrzeniach międzywłóknowych.
Efekt kurczenia się drewna w warunkach niskiej wilgotności to również niepożądane zjawisko skutkujące często pękaniem i paczeniem się materiału.
Problem ten pojawia się najczęściej w pomieszczeniach ogrzewanych zwłaszcza przy długotrwałych mroźnych okresach i przy zbyt efektywnej wentylacji oraz braku urządzeń nawilżających powietrze.
Zmiany wymiarów drewna zależnie od jego wilgotności następują w odmienną intensywnością w różnych kierunkach a najmniejsze odnoszą się do zmian wzdłuż włókien, a największe w kierunku stycznym.
Różne są też efekty skurczu i pęcznienia zależne od gatunków drewna, a także tempo następowania tych zmian.
Typowe, iglaste drewno konstrukcyjne (sosna, świerk) charakteryzują się zmianami wymiarów objętościowych przy różnicy wilgotności 1% odpowiednio: skurczem 0,35% i pęcznieniem 0,19 % .
Wpływ wilgotności na własności mechaniczne drewna
Wilgotność drewna wpływa również na jego własności mechaniczne jak trwałość wynikającą z procesów biologicznych.
Wilgotne drewno wykazuje znaczący spadek wytrzymałości zwłaszcza w zakresie odporności na zginanie - w porównaniu ze stanem wilgotności np. 10 % , przy pełnym nasyceniu woda, zmniejsza się ona niemal trzykrotnie.
Również pozostałe wskaźniki wytrzymałościowe ulegają zmniejszeniu np. wytrzymałość na ściskanie o ponad 50 %.
Odporność na korozję biologiczną drewna zależy przede wszystkim od jego gatunku, ale skrajne stany wilgotnościowe znacząco zmniejszają ryzyko niszczenia materiału.
W przypadku wilgotności powyżej 80% - zwłaszcza przy pełnym zanurzeniu w wodzie - brak jest warunków do rozwoju grzybów, gdyż nie ma wtedy dostępu tlenu, a w drewnie suchym poniżej wilgotności 20% barak jest dostatecznej ilości wody niezbędnej do rozwoju tych organizmów.
Drewno na styku z innymi materiałami
Elementy drewniana choć wykorzystywane są głównie do prac wykończeniowych we wnętrzach, znajdują również zastosowanie przy konstrukcjach zewnętrznych jak i pod dachem.
Ze względu na miejsce ich zastosowania będą miały bezpośredni kontakt gruntem, betonem lub ceramika na zewnątrz bądź wewnątrz domu, a także jako pokrycie podłogowe.
Stosownie do miejsca zamontowania konieczne będzie zastosowanie odpowiednich zabezpieczeń prze wnikaniem i utrzymywaniem się wilgoci przez podsiąkanie, zaciekanie, zalanie bądź kondensację.
Elementy drewniane osadzone bezpośrednio w gruncie
Elementy drewniane osadzone bezpośrednio w gruncie to najczęściej słupki ogrodzeniowe i różnorodne odmiany małej architektury ogrodowej.
W założeniu nie są to konstrukcje długowieczne i najczęściej stawiane jako tymczasowe np. na czas budowy. Jednak ich trwałość można znacząco zwiększyć ograniczając bezpośredni kontakt drewna z gruntem.
Typowym rozwiązaniem będzie impregnacja części podziemnej z użyciem bitumicznych materiałów powłokowych, które jednocześnie głęboko wnikną w drewna uszczelniając jego
strukturę. Przewidzianą do wkopania cześć drewna i ok. 20 cm powyżej warto wcześniej ostrugać, gdyż gładka powierzchnia zapewni większą skuteczność zabezpieczenia.
Całkowite odseparowanie drewna od gruntowego podłoża zapewnia natomiast wykorzystanie metalowych stożkowych kotew wbijanych i o różnych wariantach łączenia z drewnem.
Przystosowane są one do osadzenia słupów o określonych wymiarach i kształcie (okrągłych lub kwadratowych) albo uniwersalne z mocowaniem widełkowym.
Mocowane na takich kotwach słupy nie mogą być mocno obciążone - przy zmiennej zwięzłości gruntu łatwo mogą ulec samoczynnemu zagłębianiu się.
Przy osadzaniu drewna (prócz standardowej impregnacji) należy dodatkowo uszczelnić jego czoło, zapewnić odpływ wody oraz uszczelnić brzegi sadzenia w kotwie.
W przypadku osadzenia słupów obciążonych np. wiatą garażową konieczne będzie utworzenie fundamentu pod każdym ze słupów.
Betonowy fundament wyprowadzony ponad powierzchnię gruntu na ok. 10 cm umożliwi osadzenie stalowych kotew, które mogą być zamocowane podczas betonowania lub przykręcone po jego stwardnieniu.
Do wyboru jest wiele rodzajów kotew o takim przeznaczeniu różniących się wymiarami, sposobem zamocowania słupa czy możliwością regulacji.
Ponieważ słup spoczywa na podstawie kotwy jego czoło powinno być uszczelnione np. masa bitumiczna, a krawędzie zukosowane.
Korzystne zamocowanie zapewniają np. kotwy widełkowe, które umożliwiają swobodny spływ wody po dwóch ścianach słupa bez zaciekania w miejscu osadzenia, a łatwy montaż zapewniają kotwy dwupłytkowe z regulacją wysokości i ustawienia widełek mocujących.
Do betonowej podstawy przykręcane są za pomocą dybli osadzonych w wywierconych otworach. Osadzony w nich słupy stoją kilka centymetrów ponad poziomem fundamentu, co chroni drewno również np. w czasie roztopów czy intensywnych opadów.
W podobny sposób osadzane są drewniane elementy konstrukcyjne np. altan czy zadaszeń na utwardzonym podłożu z betonu czy kostki.
Z reguły stabilne oparcie zapewnia już sama nawierzchnia, na której można łatwo osadzić odpowiednio dobrane kotwy za pomocą rozporowych elementów mocujących.
Drewno na dachu i podłodze
Drewniana konstrukcja dachowa spoczywa najczęściej na murowanym lub betonowym podłożu, które może ulegać zawilgoceniu w wyniki np. przecieków czy podsiąkania kapilarnego.
W przypadku bezpośredniego styku wilgoć będzie przenikać również do drewna stwarzając warunki do rozwoju grzybów.
Standardowym rozwiązaniem tego problemu będzie utworzenie warstwy izolacyjnej w miejscu styku wykorzystując papę lub powłoki bitumiczne, a szczególną uwagę należy zwrócić na odizolowanie murłaty.
Również drewniane pokrycia podłogowe muszą być chronione przed zawilgoceniem od podłoża.
W przypadku pokryć klejonych taką rolę pełni gruntowanie i warstwa kleju, a przy pokryciach układanych jako pływające np. z paneli podłogowych - folia izolacyjna ułożona na całej powierzchni.
Autor: Cezary Jankowski
Opracowanie: Aleksander Rembisz
Zdjęcia: , SIMPSON Strong-Tie, Vidaron, Grupa Burkietowicz, Jagram-Pro, Windmöller Polska
Komentarze