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.
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
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
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:
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 %
- 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.
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
- 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.