CAP
CAP.VII PROTECIA I CONSOLIDAREA ELEMENTELOR DIN LEMN
7.1 AGENI DE DEGRADARE A LEMNULUI
Existena construciilor din lemn, uneori cu vechimi de sute de
ani, art c dei lemnul este un produs natural n condiii optime de
exploatare poate dura o perioad foarte lung de timp fr degradri
notabile.
Pentru a identifica msurile preventive i curative n vederea
nlturrii riscurilor n activitatea de proiectare iniial sau pentru
reabilitarea structurilor din lemn un rol important revine evalurii
care pot produce respectiv au produs degradri (totale sau pariale)
cu efecte asupra structurii. Exist o gam larg de aciuni i factori,
legai n principal de condiiile de exploatare dar i aprui
suplimentar n viaa construciilor, care influeneaz durabilitatea
lemnului i degradarea sa.
Viteza de producere a degradrilor i implicit durabilitatea
lemnului pot fi controlate prin concepia elementelor i modul de
folosire a lemnului, existnd n acest sens mai multe direcii
principale n care trebuie s se acioneze i anume:
- concepera i studiul detaliilor astfel nct s se evite pe ct
posibil umezirea lemnului , situaiile de umiditate ridicat sau
sursele punctuale de umiditate;
- evitarea staionrii apei n anumite zone (mbinri, reazeme,
etc.);
- asigurarea unei ventilaii corespunztoare a lemnului pentru
evacurea rapid a apei atunci cnd este imposibil de a se evita o
umezire temporar;
- selectarea tipului de lemn cu o durabilitate natural n
concordan cu mediul de utilizare;
- realizarea unui tratament iniial i n timp adecvat pentru
conservarea a lemnului.
Din ansamblul de factori care duc la degradare rolul cel mai
important revine agenilor legai de condiiile de serviciu. peste
care se pot suprapun factori suplimentari aprui n viaa
construciilor (cutremure, temperaturi nalte i foc, modificri de
funciuni, ncrcri suplimentare etc.) .
Lemnul este expus, deasemenea aciunii ageniilor biologici
xilofagi (ciuperci, insecte) i a ageniilor termici (foc).
7.1.1 Aciunea umiditii
Umiditatea reprezint principalul factor care influeneaz asupra
tuturor caracteristicilor fizico - mecanice ale lemnului i implicit
asupra durabilitii sale n timp prin favorizarea dezvoltrii agenilor
de degradare biologic. n cazul structurilor umiditatea are un efect
important i asupra elementelor metalice folosite la mbinri.
Este foarte important ca lemnul pus n oper s aib o umiditate
apropiat de umiditatea de echilibru estimat iar variaiile de
umiditate n timp s fie ct mai limitate. Ne satisfacerea acestor
condiii duce n timp la apariia unor crpturi sau fisuri provenite
din contracie care creaz condiii pentru penetraia de apei, a
sporilor de ciuperci, a larvelor de insecte i favorizeaz n final
degradrile.
Concepia structurilor din lemn trebuie s aib n vedere pe lng
efectul condiiilor mediului ambiant de exploatare asupra umiditii
lemnului si alte situaii care pot provoca o cretere important a
umiditii lemnului cum ar fi:
- contactul dintre lemn i sol sau ntre lemn i alte pri ale
construciei (zidrie, elemente din beton, etc.);
- prezena lemnului ntr-o atmosfer cald i umed cum ar fi de
exemplu zonele slab ventilate n care debueaz conductele de evacuare
de la ventilaile mecanice controlate;
- condensarea vaporilor n interiorul elementelor (perei,
planee);
- acumularea important a zpezii n anumite zone i infiltraiile de
ap de la zonele umede (duuri, sli de baie, buctrii);
- ptrunderea apei n lemn, n timpul depozitrii pe antier sau n
timpul montrii elementelor, nainte de a se realiza acoperirea
construciei.
ntruct penetraia mare a apei n lemn se face dup direcia fibrelor
este foarte important s se asigure o protecie a extremitilor prin
meninerea acestora la o anumit distan de zona umed, astfel nct s se
evite o absorbie prin capilaritate sau tratarea lor cu diferite
substane i protecii care opresc ascensiunea umiditii.
n ceea ce privete nivelul de expunere la umiditate normele
EUROCOD 5 i normele naionale difereniaz 3 clase de serviciu i 5
clase de risc.
Normele Europene EN 335-1 referitoare la ,,Durabilitatea
lemnului i a materialelor din derivate din lemn. Definiia claselor
de riscuri la atacurile biologice - Generaliti i norma naional SR
EN 335-1 definesc urmtoarele clase de risc:
Clasa de risc 1 Situaii n care lemnul sau produsele din lemn
sunt la adpost, acoperite, protejate n totalitate de intemperii i
ferite de toate posibilitile de umezire;
Clasa de risc 2 - Situaii n care lemnul sau produsele de lemn
sunt la adpost, acoperite, protejate n totalitate de intemperii dar
unde umiditatea ridicat a mediului poate duce la o umezire
ocazional dar nepersistent ;
Clasa de risc 3 - Situaii n care lemnul sau produsele pe baz de
lemn sunt la exterior, neadpostite dar nu sunt n contact cu solul
dar ele pot fi continuu expuse la intemperii sau poat fi protejate
de intemperii dar expuse unei umeziri frecvente;
Clasa de risc 4 Situaii n care lemnul sau produsele pe baz de
lemn sunt n contact cu solul sau apa dulce fiind expuse n permanen
la umezeal;
Clasa de risc 5 Situaii n care lemnul sau produsele pe baz de
lemn sunt expuse n permanen la ap srat.
Clasa 1 i 2 necesit un nivel de durabilitate natural redus i
tratamente relativ simple. Clasele 3, 4, 5 corespund riscului cel
mai mare cu privire la atacul biologic i necesit msuri care s menin
piesele, pe ct posibil, n clasa de risc cea mai redus.
Conform normei /45 / lemnul este supus la patru grade de risc de
biodegradare i anume:
Gradul 1 lemnul utilizat n interiorul construciilor, unde nu
exist pericolul de umezire care s favorizeze instalarea i
dezvoltarea ciupercilor xilofage (lemn utilizat la amenajri
interioare, scri interioare, grinzi i stlpi apareni, parchet);
Gradul 2 - lemn utilizat la construcii acolo unde sunt condiii
minime de degradare sub atacul ciupercilor xilofage (lemn utilizat
la elemente sub acoperi: cpriori, grinzi, stlpi, asterial, ipci,
perei interiori);
Gradul 3 - lemn utilizat n construcii cu risc de biodegradare de
ctre ciupercile xilofage, n situaii n care umiditatea acestuia
poate atinge valoarea de 30% i alternarea umezirii cu uscarea (lemn
utilizat la elemente de construcii exterioare: lambriuri
exterioare, rame, traverse i montani pentru panourile de perei
exteriori, pereti din lemn rotund sau ecarisat, scri exterioare,
balcoane, balustrade, etc. );
Gadul 4 - lemn utilizat n construcii n condiii favorabile de
biodegradare care este n permanent contact cu solul (piloi pentru
fundaii, tlpi inferioare pe pmnt sau pe socluri de zidrie, grinzi,
traverse i rame de panouri de pardoseal) sau care este permanent
expus intemperiilor fr a fi finisat peliculogen (ie i indrile de
acoperi).
Posibilitatea apariiei ageniilor biologici de degradare, funcie
de situaia lemnului este dat n tabelul 2.1 (conform SR EN 335-1) i
n tabelul 7.1 (conform /45/)
Tabelul 7.1
Condiiile apariiei ageniilor biologici (/45/)
Clasa de riscDomeni de utilizare a lemnuluiCondiii de expunere
la umezireApariia agenilor biologici
CiuperciInsecte
1Fr contact cu solul, sub adpostNu-Da
2Fr contact cu solul, sub adpost, cu risc de
umezireOcazionalDaDa
3Fr contact cu solul, neacoperitFrecventDaDa
4n contact cu solul sau cu apa dulce PermanentDaDa
5n apa srat PermanentDaDa
7.1.2 Aciunea ageniilor biologici
Lemnul este susceptibil de a fi atacat n principal de dou tipuri
de ageni biologici (insecte i ciuperci) dar n situaii particulare
poate fi atacat i de organisme maritime. Atacul ciupercilor este
condiionat de prezena umiditii pe cnd toate tipurile de lemn pot fi
atacate de insecte.
Pentru fiecare situaie de folosire i amplasare a lemnului este
necesar de a se evalua riscul n funcie de esena lemnului i de locul
de lucru a lemnului n cadrul construciei (tab.7.1). n funcie de
clasa de risc evaluat se iau msurile preventive i de protecie
adecvate.
a) Aciunea ciupercilor.
Exist o gam mare de ciuperci capabile s atace lemnul, atunci cnd
exist condiii favorabile legate n principal de prezena apei i a
oxigenului. Dezvoltarea ciupercilor se produce atunci cnd
umiditatea lemnului depete 20% i uneori n cazul absenei luminii,
slabei ventilaii i n mediu alcalin.
Exist ciuperci care provoac putrezirea lemnului din pdure sau
din depozit denumite ciuperci de depozit i ciuperci de cas cum
sunt: Stereum, Leuzites i Paniophora. Cea mai periculoas grup de
ciuperci este cea care provoac putrezirea lemnului de construcie
din care fac parte: Merulius lacrymans, Polyporus vaporarius,
Coniophora cerebella, Panillus aqueruntius, Leutinus aquamosus.
Se prezint n continuare cteva aspecte referitoare atacul
principalelor ciuperci.
Stereum atac n principal rinoasele dar i unele foioase dup tiere
sau pe antier cnd sunt supuse intemperiilor. Ea este semnalizat n
seciune transversal printr-o pat de culoare de mrime variabil i
situat aproximativ n centrul seciunii (,,inim roie la fag).
Proprietile mecanice se diminueaz rapid i lemnul atacat nu se
folosete la structuri.
Merulius lacrymans(buretele de cas) atac n principal rinoasele i
se dezvolt la o temperatur de 1530C cnd umiditatea lemnului depite
20%. n prima faz apare sub form de fii albe i gri la suprafaa iar
apoi ptrunde n adncime producnd crpturi numeroase n sensul fibrelor
i perpendicular pe acestea. Lemnul se descompune n mici
paralelipipede i prinde o culoare uor galbene. n stare naintat de
putrezire lemnul se taie uor, iar cnd este uscat devine casant
putnd fi uor strivit ntre degete i transformat ntr-un praf
crmiziu.
Polyporus vaporarius (buretele alb de cas) se ntlnete sub
diferite forme i atac mai ales foioasele provocnd o putrezire uscat
i fibroas. n prima faz atacul apare sub form de pat albicioas iar
dup ce ciuperca mbtrnete capt un aspect castaniu. Atacul este
asemntor cu cel produs de merulius dar este mai puin virulent
deoarece ciuperca necesit o mare cantitate de ap. Datorit locului
unde se manifest ciuperca mai poart denumirea de buretele de
beci.
Coniophora cerebella este o ciuperc care se ntlnete sub forme de
pojghie, esuturi pufoase sau gelatinoase.Aceast ciuperc denumit i
,,ciuperca beciurilor acioneaz asemntor cu merulius atacnd lemnul
cu umiditate foarte mare (de obicei peste 40%). Lemnul distrus se
prezint ca perforat i n comparaie cu lemnul atacat de merulius sau
polyporus este mult mai nchis la culoare i cu mai puine crpturi
longitudinale i transversale. Evoluia s se poat stopa prin
reducerea umiditii.
b) Aciunea insectelor.
Aciunea i riscul atacului insectelor asupra lemnului variaz
foarte mult funcie de condiiile de temperatur. Activitatea
insectelor este favorizat de temperatura ridicat care permite
dezvoltarea i reproducia lor iar atacul se produce, n mod obinuit
asupra lemnul uscat dar exist i insecte care pot tolera un anumit
procentaj de umiditate.
Pentru a se realiza un tratament preventiv sau curativ adecvat
mpotriva fiecrei specii de insecte este necesar s se cunoasc
condiiile de via i de dezvoltare a lor i dauna care o pot
cauza.
Principalele insecte care atac lemnul de rinoase sunt: xiloterus
lineatus, sirex gigas, anobium domesticum, camponotus herculeanus,
camponotus ligniperda, hylecoetes dermestoides, hylotrupes
bajulus.
Xiloterus lineatus (cariul de pdure al lemnului de rinoase),
este o insect care atac toate seciile rinoase. Femela sap iniial o
galerie n trunchiul arborelui, urmrind aproape direcia razelor iar
din aceast galerie o serie de ramificaii dispuse n acelai plan i
avnd acelai diametru, n care depune oule. Larvele prelungesc
cavitile galeriilor se hrnesc cu seva lemnului din pereii acestor
galerii i cu miceliile unei ciuperci (Ambrosia) ai cror spori sunt
adui de insect. Vtmrile pricinuite lemnului constau n galeriile
caracteristice de culoare neagr (datorit ciupercii Ambrosia), care
strbat lemnul n diverse direcii. Insecta evit lemnul complet uscat
i atac trunchiurile proaspt tiate i decojite dar poate ataca i
arborii n picioare. Degradarea se produce la interiorul
trunchiului, deprecierea fiind abia perceptibil la suprafa. Pentru
a evita atacurile acestei insecte se recomand ca doborrea arborilor
s se fac n perioada repausului vegetativ (iarna) iar trunchiurile s
fie imediat decojite, n vederea grbirii uscrii materialului.
Sirex gigas (viespea lemnului de rinoase) este una dintre cele
mai mari insecte xilofage europene. Femela depune oule pe
trunchiurile arborilor aflai n picioare sau dobori, cu sau fr
scoar. Larvele ieite din ou sap galerii sinuoase n tot interiorul
lemnului. Viespea caut adeseori lemnul arpantelor din construcii,
perfect sntoase, uscate sau cu sev. Nu atac niciodat lemnul
putred.
Anobium domesticum (cariul lemnului de rinoase) atac de preferin
lemnul absolut uscat i caut inele exterioare de alburn, mai bogate
n amidon. Este remarcat n lemnul din diferite construcii i mobile.
Larva sap galerii n toate sensurile, fr a iei la suprafaa lemnului
unde se observ doar orificiul de ieire a insectei mature. Lemnul
atacat de aceste larve poate fi transformat, n decursul timpului,
aproape integral n ,,fin de lemn.
Camponotus herculeanus i Camponotus ligniperda sunt dou specii
de furnici care triesc n tulpinile de rinoase prefernd arborii care
la baz sunt atini de putregai. Ele sap n lemn galerii sinuoase cu
diametrul de 1-5 cm, care se ntind pn pe la 10 m din nlimea
arborilor.
Hylecoetes dermestoides atac cu predilecie lemnul de brad fcnd
guri asemntoare cu cele de Sirex, dar orificiile sunt puin mai
mici. Larvele ptrund n interiorul lemnului (cca. 25 cm) prin
galerii curbe, a cror suprafa se nnegrete datorit ciupercii
Ambrosia, care nsoete insecta.
Hylotrupes bajulus se localizeaz cu predilecie n lemnul de brad
utilizat n construcii, n aer liber. Caut mai ales inelele de
alburn, bogate n amidon i pricinuiete pagube dintre cele mai mari,
datorit faptului c larvele sale au dimensiuni foarte mari (20 - 22
mm).
Foioasele, refcndu-i anual aparatul foliaceu, sufer mai puin din
cauza atacurilor de insecte. Un numr apreciabil de insecte xiloface
atac totui i speciile foioase ( mai ales stejarul i gorunul) crora
le pricinuiesc mari defecte.
Principalele insecte care atac de preferin lemnul de foioase
sunt: cerambyx cerdo, lymexylon navale, xyleborus monographus,
platypus cylindriformis, ptilinus pectinicornis, zeuzera pyrina,
cossus cossus.
Cerambyx cerdo (croitorul mare al stejarului) poate fi ntlnit n
lemnul mai multor specii de stejar i n special la arborii de la
marginile pdurilor, expui la soare. La nceput atacul este greu de
identificat deoarece larva este mic i se dezvolt n scoar, mai trziu
ns, cnd ea ajunge n zona cambial, atacul este de natur fiziologic i
se soldeaz cu uscarea parial a coronamentului. Din scoar larva
ptrunde n lemnl sntos, spnd o galerie oval, cu diametre de 15 - 45
mm. Pagubele cauzate de croitori sunt de temut deoarece afecteaz
puternic rezistena lemnului. Cheresteaua rezultat prin debitarea
lemnului de stejar care a suferit atacuri din partea croitorilor
este de obicei inutilizabil.
Lymexylon navale este o insect care depune ou pe trunchiurile de
stejar sau de castan comestibil aflate n picioare sau doborte,
precum i pe lemnul ecarisat, prefernd lemnul de construcie cu mult
alburn, bogat n amidon. Larvele sap galerii transversale i oblice,
atacul fiind recunoscut dup rumeguul de culoare brun-glbuie, care
iese din orificiile galeriilor.
Xyleborus monographus este o insect la care femela sap o galerie
de intrare de 2-8 cm lungime din care se ramific mai multe galerii
orizontale. Larvele rod suprafaa galeriilor fr a spa altele i se
hrnesc cu sucurile din interiorul camerei lor. Galeriile spate de
Xyleborus sunt nsoite de ciuperca Ambrosia, din care cauz pereii
lor sunt nnegrii.
Platypus cylindriformis sap galerii sinuoase n lemnul sntos de
stejar, fag i alte foioase, provocnd deprecierea materialului
lemnos.
Ptilinus pectinicornis (cariul lemnului de stejar) atac n
general lemnul de stejar i de fag, mai rar pe cel al altor foioase
i sap galerii n toate direciile.
Zeuzera pyrina (sfredelitorul punctat al ramurilor de frasin)
este cel mai polific lepidopter, atacnd deopotriv lemnul de frasin,
salcie, paltin, ulm, nuc, tei, stejar, fag, castan, cire, mesteacn
i chiar lemnul pomilor fructiferi. Larva roade lemnul n regiunile
unde are loc circulaia sevei iar pagubele sunt n general mici i se
produc mai mult izolat.
Cossus cossus (sfredelitorul rou al tulpinilor) este unul dintre
cel mai frecveni fluturi ai pdurilor i larva sa este cea mai mare
dintre distrugtorii ce se pot ntlni n pdurile Europei. Atac aproape
toate speciile foioase i evit n general coniferele. Larvele guresc
nti scoara, apoi lemnul sntos sau cu un nceput de putrezire, urcnd
n trunchi prin galerii sinuoase.7.1.3 Aciunea mediilor agresive
Compoziia anatomic i chimic a lemnului l face s prezinte o
foarte bun rezisten n medii agresive n comparaie cu oelul sau
betonul, amplasate n aceleai condiii. n timp ce structurile
metalice au nevoie de aplicarea periodic a unor materiale de
protecie iar structurile din beton necesit o verificare permanent a
strii lor, pentru evitarea fisurilor care pot duce la coroziunea
armturi, structurile din lemn folosite n mediu agresiv au nevoie de
o ntreinere foarte redus, localizat n principal la elementele de
asamblare.
Rezistena natural a lemnului este suficient pentru a evita
atacul chimic i nu sunt necesare msuri particulare de conservare
fiind uneori chiar recomandabil ca suprafaa prelucrat a lemnului
folosit n medii agresive s nu fie acoperit cu produse de protecie
care prin fisurare pot crea condiii de depozit pentru ageni chimici
agresivi.
n situaia cnd se produce un atac chimic de la suprafa
(coroziune) reducerea de rezisten a lemnului se localizeaz pe
adncime n primii 1020 mm n timp ce restul de seciune rmne
intact.
Agenii corozivi atac n principal lignina i hemicelulozele i
niciodat celuloza motiv pentru care lemnul de rinoase, care are o
cantitate mai mare de lignin prezint n general o rezisten mai mic
la coroziune dect lemnul de foioase.
Efectul diferitelor substane chimice asupra lemnului depinde de
esena lemnului, agresivitatea produsului i timpul de expunere i
temperatur.
Astfel s-a constatat c mediile cu valori ale pH = 310 precum i
soluiile de sare nu au nici un afect asupra lemnului iar mediul
bazic duce la distrugerea lemnului mai ales n prezena unor
temperaturi ridicate. Gazele corozive cum sunt amoniacul i
formaldehidele nu au efect asupra lemnului dar bioxidul de sulf
poate ataca lemnul cnd aciunea sa este combinat cu umiditate i
temperatur nalt.
Un aspect deosebit l prezint elementele compuse realizate prin
ncleiere la care rezistena n medii agresive este influenat de tipul
de aditiv folosit.
O aciune particular de atac chimic i cu efect asupra comportrii
mecanice a lemnului poate s intervin n zonele unde exist un contact
nemijlocit ntre lemn i piese metalice (elemente de mbinare) pe
suprafa mai mare. n aceste cazuri se recomand ca piesele metalice s
fie galvanizate, acoperite cu substane de protecie sau s se
realizeze din oel inoxidabil.
7.1.4 Aciunea temperaturilor nalte
Datorit structurii interne i a caracteristicilor termice se
poate spune c temperaturile ridicate nu afecteaz n mod deosebit
proprietile lemnului i comportarea sa.
Pentru temperaturii sub 60C efectul asupra rezistenei lemnului
poate fi ignorat iar temperaturile n jur de 100 C, dei conduc la o
schimbare de coloraie spre brun nu afecteaz rezistena lemnului.
Schimbarea rezistenei ncepe de la temperaturi de peste 150C iar
accelerarea procesului se produce la 250C, diminuarea progreseaz
relativ lent de la exterior spre interior datorit conductibilitii
termice reduse a lemnului.
Aciunea simultan a temperaturilor nalte i a umiditii favorizeaz
diminuarea rezistenelor i rigiditii.
7.1.5 Aciunea radiaiilor
Lemnul expus radiaiilor solare i n general sub aciunea razelor
ultraviolete i modific structura ntr-o zon superficial de la
suprafa (max.1 mm grosime) printr-o coloraie de suprafaa n gri,
realizndu-se astfel o pseudo - carbonizare.
Efectul radiaiilor solare se poate manifesta ns prin nclzirea
lemnului i variaii de umiditate care au ca efect apariia
deformaiilor.
Alte tipuri de radiaii ca i radiaiile Gama, X sau micro-unde pot
s duc la modificri n structura intern a lemnului dar numai la
nivele superioare de radiaii care nu se ntlnesc n mod normal.
7.2 PROTECIA LEMNULUI
Msurile de protecie a lemnului i a derivatelor din lemn urmresc
conservarea lui i protecia mpotriva distrugerilor provocate de
ciuperci (putreziri) i insecte.
Se poate spune ca n condiii optime de exploatare lemnul poate s
dureze perioade ndelungate fr deteriorri notabile i fr msuri
speciale de protecie. Dac ns condiiile de lucru nu sunt
corespunztoare lemnul necesit tratamente de protecie n special
mpotriva agenilor biologici. Trebuie realizate protecii i mpotriva
altor ageni destructivi cum ar fi de exemplu focul.
Aceste msuri pot fi conceptuale sau sub form de tratamente
chimice de protecie.
Planificarea msurilor de protecie i punerea lor n oper n special
n cazul tratamentelor chimice trebuie s aib n vedere
urmtoarele:
- natura i gravitatea riscului (influena umiditii, risc de
incendiu, etc) ;
- tipul de lemn i corelaia lui cu destinaia;
- tipul tratamentelor realizate anterior;
- efectele secundare pe care le pot avea produsele chimice
utilizate, funcie de destinaia de folosire a lemnului;
- locul i timpul de execuie a tratamentelor (nainte sau dup
punerea n oper a lemnului);
- accesibilitatea elementelor pentru un eventual tratament
ulterior;
- posibilitile i experiena executanilor;
- condiiile de verificare a msurilor de protecie realizate
7.2.1 Durabilitatea natural
Alegerea corespunztoare a lemnului prin prisma durabilitii
naturale proprii, fr tratamente de protecie, reprezint una din
msurile preventive de baz. Durabilitatea natural trebuie corelet cu
agentul de degradare i variaz de la specie la specie dar i n cadrul
aceleiai specii funcie de o serie de defecte.
Fat de atacul ciupercilor xilofage exist /45/ : speci de clasa
I- foarte durabile (cire, stejar); specii de clasa II durabile
(frasin, salcm); specii de clasa III- mijlociu durabile (pin,
larice, cer); specii de clasa IV- puin durabile (molid, brad,
carpen, paltin, ulm); specii de clasa V- nedurabile ( fag,
mesteacn, tei,anin, plop, salcie).
Fat de atacul insectelor xilofage exist : specii de clasa D
durabil; specii de clasa M- durabilitate medie; specii de clasa S
sensibile.
La ora actual exist pe plan internaional normele EN 350-1, i EN
350-2 care unesc toate informaiile i rezultate cercetrilor din lume
privind durabilitatea lemnului.
7.2.2 Msuri preventive structurale
Msurile preventive structurale au ca scop limitarea coninutului
de umiditate din lemn prin reducerea riscului de umezire i prin
crearea condiiilor de evacuare rapid a umiditii (n cazul umezirilor
temporare) astfel nct s se evit depirea limitei de umiditate de 20%
sau s se limiteaze zonele umezite.
Msurile structurale trebuie precedate de msuri iniiale cum ar
fi:
- uscarea lemnului pn la o umiditate optim nainte de punerea lui
n lucru;
- realizarea unor condiii optime de transport, stocare i montaj
care s nu permit o cretere mare a coninutului de umiditate n aceste
faze.
Avnd n vedere c umiditatea lemnului rezult dintr-un bilan ntre
apa absorbit i cea evacuat este deosebit de important ca msurile
luate s evite sau s ntrzie penetraia iar pe de alt parte s
favorizeze evacuarea.
Dac n anumite situaii este imposibil de a opri penetraia apei
este necesar de a prevedea un sistem de evacuare rapid a apei
pentru a evita depirea umiditii de 20%. Acest lucru poate fi
realizat de exemplu prin adoptarea unor mbinri cu decompresiune
care s mbunteasc ventilaia (fig. 7.1).
Fig.7.1. Realizarea mbinrilor ntre panourile pentru perei de
lemn
a - mbinarea etan la aer; b- element de mbinare mecanic;
c - mbinare de decompresie.
Msurile structurale trebuie s aib n vedere n mod deosebit locul
de amplasare a elementelor (exterior, interior, n contact cu solul,
n contact cu alte elemente de construcie, etc.) din care rezult
majoritatea surselor care produc umezirea.a) Msuri preventive
structurale a lemnului folosit la exterior.
Cnd lemnul este folosit la exterior n zone de influen a
precipitaiilor nu este suficient s se realizeze numai msuri de
protecie chimic i trebuie luate msuri pentru eliminarea umezirii,
cum ar fi:
- realizarea unor streaine suficient de largi;
- evacuarea corespunztoare a apelor de pe acoperi cu prevederea
de jgheaburi i burlane;
- realizarea unei distane de minimum 30 cm dintre partea
superioar a solului i partea inferioar a peretelui din lemn, pentru
evitarea stropirii;
- executarea elementelor i realizarea mbinrilor ntre elemente
expuse precipitaiilor astfel nct apa s se scurg fr a atinge
elementele situate n vecintate sau sub acestea;
- evitarea sau acoperirea colurilor, canturilor i mbinrilor unde
se poate acumula apa;
- alegerea profilelor corespunztoare pentru construcii i
placaje;
- asigurarea condiiilor ca umezite s se usuce rapid;
- acoperirea suprafeelor orizontale i oblice;
- protejarea tuturor extremitiilor lemnului care ies spre
exterior;
- utilizarea de elemente metalice zincate sau din metal
inoxidabil pentru fixare;
- realizarea unor mbinri de elemente care s permit lucrul i
deformarea fr consecine duntoare.
n cazul lemnului folosit la exterior o atenie deosebit trebuie
acordat mbinriilor dintre elemente pentru a evita ptrunderea apei n
aceste zone precum i pentru asigurarea condiiilor de ventilare a
lor.
n toate cazurile de placaj exterior este recomandabil s fie
asigurat aerisite acestuia pe toat suprafaa interioar prin crearea
unui strat de aer interior. n fig. 7.2 i 7.4 sunt prezentate
soluiile de placri exterioare care asigur un strat de aer continuu
vertical pe faa interioar att n situaia scndurilor aezate vertical
ct i a celor aezate orizontal.Deprtarea placajului de la suprafaa
elementului i realizarea unor orificii de intrare i evacuare asigur
circulaia de jos n sus a aerului din stratul interior favoriznd
evacuarea umezelii. Este recomandabil ca orificiile de intrare a
aerului, plasate la partea inferioar i cele de evacuare de la
partea superioar s aib o suprafa de minimum 1/500 din suprafaa
peretelui.
Amplasarea vertical a scndurilor de placare este mai avantajoas
i este preferat deoarece d o posibilitate de ventilaie i prin
circulaia orizontal a aerului i asigur o evaporare mai rapid a
apei. Scndurile pot fi fixate simplu fr o prelucrare deosebit a
mbinrilor verticale (fig.7.2a), prin folosirea diferitelor tipuri
de mbinri cu piese suplimentare (fig.7.2b) sau prin prelucrarea
canturilor (fig.7.2b,c).
Fig.7.2 Placri cu scnduri asezate vertical
a- mbinare simpl cu scnduri aezate pe dou rnduri i fr
prelucrarea cantului;
b- mbinarea scndurilor aezate pe un rnd cu elemente de mbinare i
cu prinderea vizibil sau cu agrafe invizibile; c- mbinare cu lamb i
uluc.
1 - agraf metalic; 2 - element de fixare (cui, horurub,etc.);3 -
baghet de
mbinare(din lemn, mare plastice, etc.); 4 - rigle orizontale; 5
scnduri;
6 - scnduri verticale prelucrate pe cant; 7 - scnduri verticale
cu lamb i uluc.
Se pot realiza mbinri verticale i cu prelucrarea canturilor n
lamb i uluc folosind fixri vizibile sau cu agrafe invizibile (fig.
7.2c).
O atenie deosebit trebuie acordat, n cazul placrilor cu scnduri
verticale, modului de realizare a mbinrilor la coluri. (fig.
7.3)
Fig.7.3 - Soluii de realizare a mbinrilor la coluri
1 - rigle orizontale; 2 - rigle verticale; 3 - scnduri
verticale.
Folosirea scndurilor aezate orizontal este recomandabil s se fac
prin suprapunerea lor pe o distan de cel puin 12% din lime i
minimum 10 mm ( fig.7.4).
Rosturile verticale formate ntre scndurile aezate orizontal
reprezint de asemenea, zone care impun o tratare special. n
principal este recomandabil ca extremitile scndurilor s nu fie
prelucrate i lsate libere pentru a putea fi controlate n orice
moment i eventual s poat fi tratate ulterior. Rosturile dintre
scnduri se nchid cu diferite materiale de etanare care trebuie s
permit i eventualele mici deplasri.(fig7.5).
mbinrile la coluri ale elementelor orizontale se realizeaz dup
aceleai principii ca i la scndurile montate vertical (fig.7.6 )
Fig. 7.4- Placri cu scnduri aezate orizontal
1 - rigl vertical; 2 - scnduri orizontale simple sau avnd un
cant prelucrat; 3- elemnnt de fizare (cui, horurub); 4-elemnnt de
fixare la partea inferioar; 5- ipc distaner
Fig. 7.5 Realizarea rosturilor verticale la scnduri asezate
orizontal
a- cu fie de etanare din lemn rezistent; b- cu profil cu gol
interior;
c- cu profil din metal sau mase plastice; d- cu material elastic
de etanare.
1 - rigle verticale; 2 - scnduri orizontale; 3 - material de
etanare a rostului.
Fig. 7.6 Realizarea mbinrilor la coluri la scnduri asezate
orizontal
1- rigl vertical; 2- scnduri orizontale ; 3 - rigl vertical de
col.
Din condiii de asigurare a contravntuirii i n anumite situaii
scndurile pot fi aezate i nclinat la 45%. n aceste condiii este
preferabil aezarea scndurilor n ,,V crendu-se astfel posibilitatea
evacurii apei prin greutate i prin evaporare la capetele scndurilor
(fig.7.7 ).
Fig. 7.7 Placri cu scnduri asezate n V
b) Msuri preventive structurale la contactul lemnului cu alte
materiale.
Pentru prevenirea infiltraiilor de ap provenite de la alte
materiale este necesar o izolare, hidrofug a lemnului n zonele de
contact (fig7.8, fig.7.9) ntre:
- grinzi, stlpi sau panourile de lemn i zidrie sau beton;
- prile masive i elementele planeelor realizate din lemn.
Fig.7.8. Realizarea rezemrii grinzilor pe elemente masive
(zidrie, beton)
1 - grind; 2 - perete; 3 - hidroizolaie; 4 - termoizolaie; 5 -
strat de aer.
Fig.7.9 Protecia hidrofug a lemnului la contactul cu elemente
masive (ziduri, fundaii)
a - planeu pe un suport masiv; b - planeu cu zon de aer ntre
elementul masiv (teren, beton) i elemente din lemn; c - panouri de
perei rezemate pe fundaii; d - pane de streain rezemate pe
centurile zidurilor;1 - elemente de lemn; 2 - element masiv (plac
de beton, teren, fundaii, zidrii); 3 - izolaie hidrofug; 4 -
orificii de ventilare (minimum 1/500 din suprafaa zonei de sub
planeu); 5- zona de aer.
Pe lng separarea propriu-zis a zonelor de contact cu folii
hidroizolatoare este recomandabil s se ia msuri constructive ca
aerul s poat circula la suprafaa prilor din lemn (capete de grinzi
sau stlpi). n acest sens la capetele grinzilor ncastrate n elemente
masive (zidrie, beton) se prevede un strat de aer ventilat de 12 cm
iar la captul grinzii se va realiza o izolaie termic (fig. 7.8
).
La stlpii care se reazem pe fundaii este recomandat ca s se
realizeze o distan ntre captul lor i fundaie iar cnd se folosesc
piese metalice acestea nu trebuie s nchid complect baza stlpului,
pentru a asigura o ventilaie corespunztoare a lemnului
(fig.7.10).
Fig.7.10 Soluii de realizare a rezemrii stlpilor pe fundaii
1 - stlpi de lemn; 2 - fundaii; 3 elemente metalice
exterioare;
4 - elemente metalice de rezemare interioar; 5 - buloane.
c) Msuri constructive de prevenire a umezirii din condens i a
umezelii din ncperile umede.
n cazul elementelor de nchideri exterioare sau la elementele
care separ ncperi cu microclimat diferit n zonele de mbinri sau n
cele cu nervuri se pot produce fenomene de condens. Fenomenele de
condens se evalueaz n funcie de condiiile de exploatare rezultnd
dimensiunile necesare pentru materialele i soluiile de izolare
termic. Trebuie s se adopte ns i msuri constructive cum ar fi:
- prevederea unui ecran mpotriva vaporilor la faa interioar a
elementelor i o barier de vapori la faa cald a termoizolaiei;
- prevederea unei zone de aer bine ventilat ntre elementele de
lemn sau n structura elementelor.
n locurile cu umiditate ridicat (buctrii, bi) sau n cele unde
lemnul poate s vin n contact direct cu apa msurile constructive,
care completeaz tratamentele chimice absolut necesare, constau n
ventilaia corespunztoare a lemnului, alegerea esenelor de lemn sau
a derivatelor din lemn corespunztoare, realizarea unor mbinri etane
sau bine ventilate.
7.2.3 Protecia chimic
n afar de msurile preventive legate de durabilitatea natural i
alctuirea structural corespunztoare a elementelor de lemn modul de
comportare n timp a lor depinde mult de msurile de protecie chimice
preventive. Aceste msuri se aplic la elementele portante dar n
anumite cazuri ele pot fi aplicate i la elementele neportante i se
fac n mod normal nainte de punerea n oper a lemnului existnd ns i
situaii cnd realizarea se face ulterior.
Eficacitatea tratamentelor chimice depinde de esena lemnului,
tipul produsului, cantitatea de produs absorbit de lemn, repartiia
produsului la suprafaa lemnului i de adncimea de impregnare.
n privina posibilitiilor impregnare se disting patru clase de
lemn i anume:
Clasa 1- lemn uor de trarat, cnd lemnul debitat poate fi
penetrat cu un tratament sub presiune , fr dificulti;
Clasa 2 lemn destul de uor de tratat, cnd o penetrare complect
nu e posibil dar dup un interval de 2-3 ore cu un tratament sub
presiune se atinge o adncime de impregnare mai mare de 6 mm;
Clasa 3- lemn dificil de tratat, cnd cu un tratament sub
presiune de 3-4 ore se obine o impregnare de 3..6mm;
Clasa 4- lemn imposibil de tratat, cnd o cantitate foarte mic
din produsul de impregnare este obsorbit dup 3..4 ore de tratament
sub presiune.
Produsele folosite la tratare se pot grupa n trei categorii i
anume: produse pe baz de huile; produse organice n faz de solvent;
soluii de sruri solubile n ap.
Produsele pe baz de huil sunt derivai organici insolubili n ap i
se obin n principal prin distilarea carbonului. Cele mai importante
produse din aceast grup sunt gudronul de huil, uleiul de creuzet,
gudronul de lemn din isturi bituminoase i de turb, ieiul. Produsele
se folosesc la lemnul uscat sau semi uscat deoarece penetrarea se
face prin capilaritate. Aceste produse au o serie de dezavantaje
legate de miros, tocxicitate, greutate de vopsire ulterioar i din
acete cauze ele sunt limitate i folosite doar pentru lucrri
exterioare (stlpi de telecomunicaii i transport energie, poduri,
traverse de cale ferat, etc.).
Produsele organice solubile n ap (fungicide sau / i insecticide)
sunt soluii cu solvent care poate fi volatil sau nu. Cele mai des
folosite sunt produsele care utilizeaz ca solvent volatil
white-spirtul. Caracteristicile principale ale acestor produse sunt
posibilitatea de penetrare cnd sunt aplicate la suprafa i absena
variaiilor dimensionale.
Soluiile pe baz de sruri folosesc sruri metalice dizolvate n ap
(clorur de zinc, sulfat de cupru, clorur de mercur, fluorura de
sodiu, fluosilicat de sodiu, etc.). Produsele penetreaz normal sub
presiune n lemn i tratamentul necesit uscarea ulterioar a lemnului.
Soluiile de sruri sunt cele mai utilizate la structurile din lemn
att la exterior ct i la interior i dau rezultate foarte bune la
clase de risc mare pentru lemn. Produsele folosite pot avea inclus
n ele diferii ageni impermeabilizani i colorani iar pelicula format
la suprafa poate fi opac sau transparent.
Exist la ora actual i alte tipuri de produse i anume:
- produse mixte care conin sruri metalice (80-90%) i derivai
organici solubili n ap;
- substane antiseptice gazoase (anhidrid sulfuroas, aldehid
formic) folosite pentru dezinfecie la suprafaa lemnului;
- paste pe baz de fluorur de sodiu sau fluosilicai, folosite la
lemn care nu este direct sub aciunea umiditii.
Tratamentul cu substane chimice cuprinde un ansamblu de metode i
tehnici i are ca scop penetrarea produsului n lemn i obinerea unei
suficiente adncimi de penetrare i a unei repartiii uniforme a
cantitii de produs de protecie. Tratamentul se execut iniial sau
dup ultima operaie de finisare a elementelor i de montajul lor.
Dac, n mod excepional, tratamentul se aplic dup montaj suprafeele
de contact ntre elemente i zonele inaccesibile trebuie tratate
anterior.
Aplicarea tratamentului poate fi realizat fr presiune,
(pensulare, pulverizare, scufundare, difuzie) sau cu presiune
(impregnare cu vid, impregnare cu vid i presiune).
Procedeele fr presiune asigur o bun protecie i sunt suficiente
pentru marea majoritate a elementelor de lemn. Aplicarea
tratamentului prin pensulare sau pulverizare se face n dou
etape.
Tratamentul prin scufundare se face n mod curent ntr-o singur
faz care dureaz de la cteva secunde la cteva minute ( cantitatea de
produs absorbit depinde de suprafaa lemnului i este de aproximativ
200 ml/mp la lemnul brut i 80120 ml/mp la lemnul prelucrat). Pentru
a mri cantitatea de produs absorbit scufundarea se poate repeta dup
o uscare prealabil.
Impregnarea prin difuzie se realizeaz prin imersarea lemnului,
timp de cteva ore sau zile, n lichidul protector coninut ntr-o cuv
deschis. Cantitatea de produs absorbit depinde de tipul lemnului,
dimensiunile pieselor i concentraia produsului. Penetrarea poate fi
accelerat prin impregnarea la cald - rece care const n imersarea
alternativ ntr-un lichid rece i apoi ntr- un lichid cald, cu
temperatura de 60C.80C.
Procedeele sub presiune se aplic n cuve nchise (autoclave) n mai
multe etape i cu presiuni diferite. n metoda cu vid i presiune
lemnul este introdus n autoclav i supus unei subpresiuni (30
minute) pentru a elimina aerul din celule. Produsul de protecie
este introdus sub forma lichid i se aplic o presiune de 0,81,5
N/mmp timp de minimum 60 de minute. n faza final se aplic o
subpresiune care asigur ndeprtarea excesului de lichid de la
suprafaa lemnului. Procedeul poate fi modificat prin renunarea la
subpresiunea iniial i umplerea autoclavei cu produsul de impregnare
la presiunea atmosferic i aplicarea ulterioar a presiunii de
impregnare timp de 212 ore.
Procedeul cu dublu vid const n supunerea iniial a lemnului la
subpresiune timp de minimum 10 minute, apoi produsul de impregnare
este introdus iar impregnarea se face sub presiune atmosferic sau
la o presiune sczut (maximum 0,2 N/mmp). Timpul de subpresiune
final este mai lung dect n procedeul cu vid i presiune.
Impregnarea n cuv sau sub presiune este necesar pentru: lemnul
folosit la construcii nchise i care poate atinge umiditate peste
18%, la lemnul folosit acolo unde poate s apar condensul i la
elemente de lemn cu grosimi peste 4 cm supuse precipitaiilor.
n ultima perioad de timp au aprut elemente noi referitoare la
tehnologiile i substanele de tratare a lemnului legate de preul
produselor i efectul produselor folosite asupra mediului i asupra
omului. Astfel normele din diferite ri interzic unele produse sau
limiteaz folosirea altora. De asemenea au aprut noi produse mai
puin duntoare.
Exigenele referitoare la mediu i sntate impun ca:
- produsele de protecie s fie netoxice pentru om i mediu;
- tratarea trebuie s se realizeze la produse finite cnd
dimensiunile sunt aproape de cele de punere n oper pentru a limita
deeurile de lemn tratat;
- operaiunile de tratare trebuie s exclud emisiunile tonice i nu
trebuie s contamineze solul, aerul sau apele;
- excedentul lemnului tratat trebuie reciclat sau eliminat cu
minimum de efect asupra mediului.
7.3 INTERVENII ASUPRA ELEMENTELOR DIN LEMN
Decizia cu privire la lucrrile necesare structurilor din lemn
existente trebuie s aib n vedere cooperarea ntre experi, arhiteci,
specialiti n lemn, restauratori, istorici, autoriti n construcii,
oficialiti responsabile de conservarea patrimoniului cultural,
proprietari i administratori de construcii.
Antrenarea factorilor menionai se face funcie de categoria i
tipul construciei dar i innd cont de:
- identificarea obiectivelor, exigenelor i limitrilor;
- gradul de intervenie care poate s cuprind intervenii
structurale sau intervenii pentru meninere i conservare.
Luarea unor decizii trebuie s se fac dup diagnosticarea
construciei urmrindu-se n principal:
- cauzele care au provocat umezirea i putrezirea;
- eventualele atacuri ale insectelor;
- evoluia rezistenei elementelor.
7.3.1 Identificarea obiectivelor, exigenelor i limitrilor
Pentru construciile din lemn existente i avnd importan cultural
lucrrile de restaurare trebuie s in cont de o serie de necesiti
care uneori pot fi contradictorii. Din aceste considerente nainte
de a se lua msuri sub aspect tehnic trebuie s fie identificate
precis i s se stabileasc toate obiectivele urmrite i necesitile
care trebuie satisfcute.
Lucrrile de reparaie sau consolidare pot i trebuie s rspund,
funcie de obiectivele urmrite la unul sau mai multe obiective i
anume:
- conservarea materialului original i a conceptului
structural;
- conservarea aspectului elementelor i a soluiei
structurale;
- aducerea elementelor i structurile la capacitatea portant
iniial;
- mbuntirea sau modificarea capacitii portante, rigiditii sau a
lucrului n exploatare;
- conformarea la reglementrile tehnice n vigoare cu privire la
diferite cerine (rezisten i comportare seismic, rezisten la foc,
etc.).
Paralel cu obiectivele enunate trebuie s se aib n vedere i alte
probleme cum ar fi: considerentele economice, situaiile de protecie
a mediului, prevenirea degradrilor viitoare, compatibilitatea ntre
lemn i materiale folosite pentru reparaii sau consolidri, etc.
Conservarea materialului original i a conceptului structural are
de multe ori la baz necesiti artistice, istorice i culturale care
reprezint condiii cu mult mai importante dect aspectele economice i
care pot fi luate ca i prioriti atunci cnd se hotrsc msurile de
intervenie. Pentru majoritatea construciilor exigenele cerinelor
principale sunt legate de obinerea durabilitii i conformarea cu
reglementrile tehnice.
Conservarea aspectului elementelor pleac de la constatarea c n
general insectele, ciupercile i focul afecteaz zona extern a
lemnului iar msurile luate trebuie s nlture efectul acestora. n
aceste condiii deteriorrile pot fi ameliorate prin tehnici de
impregnare.
Restaurarea capacitii portante iniiale trebuie s aib n vedere n
primul rnd gradul de degradare i compararea capacitii de rezisten
cu exigenele structurale actuale. Trebuie remarcat c exist multe
situaii n care elementele de lemn au fost iniial supra dimensionate
vis--vis de exigenele structurale iar seciunile reziduale prezente
au o capacitate portant suficient n condiiile de serviciu momentane
sau de viitor. De asemenea printr-o serie de msuri de reducere a
aciunilor se poate ajunge la satisfacerea condiiilor noi de
serviciu fr msuri de consolidare. n aceste condiii msurile care se
iau trebuie concentrate asupra lucrrilor de prevenire a unor
degradri suplimentare n timp.
mbuntirea sau modificarea capacitii portante se realizeaz prin
consolidarea elementelor structurale cu scopul satisfacerii
exigenelor i performanelor impuse de modificarea utilizrii
construciei i a structurii.
Conformarea elementelor structurale din lemn cu noile
reglementri cu privire la cerinele impuse construciilor pornesc de
la faptul c foarte multe structuri de lemn au fost concepute i
realizate n perioade cu puine cunotine n anumite domenii (spre
exemplu protecia antiseismic). Trebuie menionat ns c o serie de
prevederi n construcii cu privire la lemn au fost elaborate fr
suficiente cunotine cu privire la structurile din acest material i
la modul de lucru a acestora. Regulele specifice elaborate n multe
ri, pe baza unor cercetri, au adus o serie de mbuntiri preciznd de
exemplu buna comportare a structurilor din lemn la aciunea seismic
i a focului.
O importan mare n luarea hotrrii privind soluia de intervenie
asupra lemnului revine compatibilitii acestuia cu alte materiale
mai ales din punct de vedere a deformaiilor i a efectului
factorilor chimici. Astfel pentru mbinri rigide sau ncleiate o
atenie deosebit trebuie acordat evitrii apariiei de eforturi
suplimentare cauzate de deformaii difereniate (diferene de
contracie ntre lemn i materiale nehigroscopice, contraciei
difereniate pe diferite direcii, dilataii termice diferite ntre
lemn i alte materiale, deformaii diferite ntre elemente structurale
de rigiditii diferite).
Pe baza analizei privind obiectivele urmrite se pot lua una din
deciziile urmtoare:
- utilizarea n continuare a construciei cu sau fr intervenii sau
cu intervenii reduse;
- pstrarea structurii dup modificri i consolidri;
- demolare i reconstrucia a unor pri din construcie.
7.3.2 Intervenii i reparaii structurale
Reparaiile i consolidrile structurale sunt diverse i trebuie
analizate de la caz la caz deoarece nu exist dou situaii
similare.
Interveniile au ca baz situaia elementelor structurale i au n
vedere:
- diminurii seciunilor datorit diferitelor cauze (putrezire,
insecte, foc sau distrugeri datorit solicitrilor, fisuri, rupturi,
etc.) care necesit nlocuiri sau consolidri;
- distrugerea parial a mbinrilor care creeaz deformaii i jocuri
cu influene negative asupra ansamblului structural;
- deformaii excesive.
O importan deosebit n adoptarea diferitelor soluii revine
scopului care se urmrete i anume :
- meninerea aceleiai funcii structurale ca i cea iniial prin
nlocuirea unor pri sau dup o consolidare;
- realizarea unei funcii structurale mbuntit prin folosirea unor
elemente suplimentare de consolidare;
- meninerea n exploatare din condiii estetice, arhitecturale i
istorice iar funciile structurale vor fi preluate de alte elemente
portante (elemente din lemn, beton sau metal).
Indiferent care este scopul urmrit trebuie s se aib n vedere
urmtoarele:
- lucrrile realizate trebuie s constituie un ansamblu
coerent;
- consolidrile trebuie s fie compatibile cu structurile
existente;
- soluiile tehnice trebuie s poat fi puse n oper uor.
Reparaiile ntreprinse pot s fie de diferite niveluri i se refer
la: material, elemente izolate, uniti structurale, structuri n
ansamblul lor, mbinri ntre elemente din lemn sau a legturi cu
elemente exterioare.
n cadrul elementelor izolate reparaiile pot s aib n vedere tot
elementul sau numai zone din el. Pentru uniti structurale sau
structuri se pot folosi metode de consolidare a fiecrui element
structural sau metode care realizeaz un nou sistem structural.
a) Consolidarea materialului.
Sub influena mediului (climat, insecte, ciuperci) pot s apar
degradri de suprafa, fisuri, guri, etc. n aceste cazuri se pot
aplica tipuri de tratamente cu scop preventiv sau cu scop de
reparaie.
Tratamentele preventive, asemntoare cu cele aplicate lemnului
nou (v.cap.7.2.3), se aplic elementelor de lemn folosite pentru
consolidri sau nlocuiri. Aceste tratamente trebuie corelate i
trebuie s fie compatibile cu metodele de mbinare ulterioar i cu
metodele folosite pentru protecia final.
Tratamentele de reparaii se aplic elementelor existente i
constau n injectarea n lemn de rini destinate de a optura golurile
, gurile sau fisurile i permit refacerea caracteristicilor mecanice
ale lemnului. Tehnica de punere n oper este asemntoare cu cea
aplicat i la alte materiale de construcii (zidrie, beton, etc.) iar
soluia poate fi combinat i cu alte msuri de consolidare (bare de
oel, poliesteri armai cu fibre de sticl, etc.).
b) Consolidarea grinzilor.
Consolidarea grinzilor se poate realiza pe toat lungimea lor sau
pe zone degradate (capete de grinzi, zone curente) i au ca scop
aducerea lor la capacitatea portant iniial sau creterea capacitii
portante.
Cele mai frecvente degradri ntlnite la grinzi sunt:
- putrezirea capetelor, provocat n special de absorbia apei din
elementele de reazem sau de umiditatea provenit de la apa meteoric
;
- degradri cu apariia unor fisuri i crpturi n cmpul
grinzilor;
- deformaii excesive provocate de modificarea ncrcrilor sau de
creterea deformaiilor sub ncrcri de lung durat.
Consolidarea capetelor de grinzi are n vedere mrimea degradrilor
iar capetele grinziilor se pot pstra sau pot fi ndeprtate,
adoptndu-se urmtoarele soluii:
- consolidarea cu rini epoxidice cu ndeprtare parial sau fr
ndeprtarea captului grinzi (fig.7.11);
- ndeprtarea capetelor degradate i nlocuirea cu altele noi.
Consolidarea cu rini epoxidice se realizeaz dup mai multe
tehnologii i n mai multe faze funcie de gradul de degradare i anume
:
- ndeprtarea zonei degradate i curarea zonei unde lemnul nu este
atacat mecanic;
- impregnarea lemnului mai puin atacat i consolidarea lui cu rin
epoxidic pur;
- forarea unor goluri, prin lemnul sntos i prin cel consolidat,
pentru a introduce armturi (poliesteri ntrii cu fibre, metal,
etc.);
- introducerea armturilor n goluri pn n zona n care lemnul a
fost ndeprtat;
- formarea captului grinzi cu un beton compus din rin, agregate
i eventual cuar;
- injectarea golurilor din jurul armturilor cu rin i praf de
cuar.
Fig.7.11 Consolidarea capetelor de grinzi cu rini epoxidice
1 - lemn sntos; 2 - lemn impregnat cu rin; 3 - zon de lemn
ndeprtat;
4 - goluri pentru armturi; 5 - beton de consolidare; 6 -
armturi.
Fig.7.12 Consolidarea capetelor de grinzi cu nlturarea zonei
degradate1 grind de lemn existent; 2 - lemn de complectare;
3 eclis de lemn; 4- oel sau fibr de sticl; 5 profile
metalice
Pentru consolidarea capetelor de grinzi atunci cnd pe zona
degradat lemnul se ndeprteaz se pot adapta urmtoarele soluii (fig.
7.12):
- dispunerea unor elemente noi de lemn la partea superioar sau
inferioar a grinzii, cnd funcionalitatea cldirii permite mrirea
gabaritului grinzilor (fig.7.12a);
- dispunerea unor eclise din lemn amplasate lateral,
antiseptizate i solidarizate de grind (fig.7.12b) sau a unor eclise
metalice;
- prevederea unor soluii metalice folosind profile sau elemente
sudate; amplasate la feele grinzi (fig.7.12c) sau n interiorul
lor;
- realizarea unor elemente speciale din oel (grinzi cu
zbrele);
- realizarea unor reazeme noi (grinzi din lemn sau metalice,
console) pe poriunea sntoas a grinzi, modificnd modul de rezemare
iniial;
- realizarea unor consolidri de capete cu bare de oel sau fibre
de sticl i rini epoxidice (fig.7.12d).
Lucrrile de consolidare a capetelor grinzilor pot s fie nsoite
de lucrri de mbuntire a rezemri grinzi i a ancorri ei n elementele
portante verticale .
Repararea unei grinzi n seciune curent prin consolidare local se
realizeaz pentru oprirea fisurilor, pentru oprirea i nchiderea unei
fisuri sau pentru consolidarea unei eventuale rupturi
(fig.7.13).
Fig.7.13 Consolidarea local a grinzilor
1- guri; 2 - colier; 3 - fisur; 4 - platband; 5 - buloane
Interveniile locale pentru oprirea propagri unei fisuri sau
nchiderea ei se realizeaz cu ajutorul unor elemente metalice
(fig.7.13a) care n anumite cazuri pot s creeze o compresiune
perpendicular pe fisur. Pentru limitarea propagri fisurii soluia
cea mai simpl este realizarea, la capetele ei a unor guri
perpendiculare pe direcia fisurii.
Tehnicile clasice constau n dispunerea de o parte i alta a
elementului a unor platbenzi sau profile metalice legate ntre ele
cu buloane.
Pentru repararea unor rupturi sau fisuri perpendiculare pe axul
grinzii se pot utiliza soluii locale cu elemente din lemn sau metal
sub form de eclise amplasate lateral (fig.7.14c), deasupra sau sub
element (fig.7.14a,b).
Fig.7.14 Repararea rupturilor la grinzi
1 - zona degradat; 2 - buloane; 3- eclise; 4- profile
metalice
Lungimea ecliselor se determin din condiia de transmitere a
eforturilor de ncovoiere prin tijele de mbinare.
Ameliorarea seciunii i lucrul ei ca i un element compozit
oel-lemn trebuie realizat nct s se asigure o foarte bun transmitere
a lunecrii la interfaa oel lemn.
O soluie modern de consolidare local a grinzilor se obine prin
plasarea la partea inferioar a grinzii a unor armturi oblice n
goluri impregnate cu rini (fig.7.15).
Fig.7.15 Consolidare local cu bare oblice din oel
1 bare din oel; 2 zon impregnat; 3- element consolidat
Consolidarea total a grinzilor se impune din necesitatea
refacerii sau creterii capacitii portante a grinzilor, atunci cnd
are loc schimbarea destinaiei construciei i se realizeaz prin:
- schimbarea seciunii transversale;
- consolidarea seciunii fr mrirea ei;
- realizarea unei noi scheme statice.
Schimbarea seciunii transversale se obine prin consolidarea cu
elemente noi din lemn, metal sau din beton care se altur
elementelor existente. Funcie de structura din care face parte
grinda de consolidat noile elemente pot fi plasate lateral,
deasupra sau sub elementele existente.
Consolidarea cu elemente noi din lemn se face de obicei prin
amplasarea acestora la intradosul sau lateral la grinzile existente
(fig. 7.16). Amplasarea elementelor de consolidare la intradosul
grinzilor existente are avantajul c nu influeneaz mult asupra
elementelor secundare i asupra planeului. Elementele suplimentare
au limea grinzilor existente i se leag de acestea cu ancoraje
metalice (fig.7.16a).
Elementele de lemn amplasate lateral au aceeai nlime cu grinda
iniial i se leag de aceasta cu ancoraje metalice (fig.7.16b).
Fig.7.16 Consolidare grinzilor cu elemente din lemn
1- grind existent; 2 - grind nou; 3 - grind secundar;
4 - ancoraj metalic; 5 - strat de aer; 6- grinzi laterale.
Consolidarea cu elemente metalice se realizeaz cu platbenzi sau
profile laminate.
Platbenzile metalice se amplaseaz sub grind sau lateral de
aceasta i se prind de ea cu elemente de fixare (fig. 7.17).
Fig.7.17 Consolidare grinzilor cu platbenzi metalice
1- grind existent; 2 - platband metalic; 3- element de
prindere
Consolidarea cu profile metalice se poate realiza cu elemente
amplasate sub grind, lateral sau deasupra acesteia (fig.7.18 )
Fig.7.18 Consolidare grinzilor cu profile metalice
1-platbanda; 2 - profil metalic; 3 travers metalic;
3- buloane de prindere
n cazul amplasri laterale a profilelor grind consolidat se poate
reazema pe toat lungimea pe profile, intermediar prin traverse
metalice sau poate transmite ncrcarea prin buloane de legtur.
Amplasarea profilelor metalice la partea superioar se realizeaz
atunci cnd modul de alctuire a elementelor secundare sau gabaritele
necesare nu permit amplasarea lateral sau sub grind a acestora.
Legarea de grinda de lemn se realizeaz cu ajutorul unor coliere din
platband.
Profilele metalice de consolidare se reazem pe perei prin
intermediul unor reazeme de beton armat.
Consolidarea grinzilor din lemn cu elemente din beton se face cu
ajutorul unor grinzi monolite din beton realizate deasupra
grinzilor din lemn. Legtura ntre grinda din lemn i cea din beton se
realizeaz cu ajutorul conectorilor metalici i prin locaurile
practicate n grinda de lemn.
Soluia de consolidare cu grind de beton poate fi cuplat cu
realizarea unui planeu monolit din beton.
Consolidarea seciunii transversale fr mrirea ei se realizeaz
prin introducerea n interiorul grinzii a mai multor plci metalice
cu nlime mai mic dect grinda a unor grinzioare cu zbrele metalice
sau prin folosirea unor tirani ngropai n grind. Soluia cu plci
metalice i grinzioare are avantajul proteciei acestora mpotriva
focului i a coroziunii iar elementele de consolidare pot prelua n
totalitate sau parial ncrcrile. Elementele metalice sunt protejate
cu rini epoxidice.
Execuia consolidrii comport urmtoarele faze:
- realizarea locaului longitudinal pentru elementele
metalice;
- introducerea n loca a unui prim strat de rin i apoi a
elementelor metalice;
- complectarea cu rin a locaului longitudinal .
n cazul folosirii plcilor metalice se poate realiza consolidarea
i fr rini legtura efectundu-se cu ajutorul unor uruburi.
O alt posibilitate de consolidare a grinzilor fr mrirea seciunii
transversale const n folosirea unor tije metalice ngropate n lemn
(fig. 7.19).
Fig.7.19. Consolidarea grinzilor cu tirani ngropai la partea
inferioar
1-tirant; 2-grind; 3- element de ancorare
Elemnntele metalice care lucreaz ca tirani pot fi amplasate
lateral de grind sau la partea inferioar cu ancorare la capete sau
la partea superioar a grinzii (fig. 7.19).
Pentru consolidarea grinziilor cu tirani se pot folosi i
solutiile de amplasare exterioar a tiraniilor, lateral de grind sau
la partea inferioar, cu distanarea lor de grind funcie de efectul
care se dorete a fi obinut prin modificarea schemei statice (fig.
7.20).
Fig.7.20 Consolidarea grinzilor cu tirani exteriori
1- ghidaj de tirant; 2 - ancoraj ; 3 - element de tensionare
4- tirant; 5- distaner; 6 - grinda.
c) Consolidarea elementelor ntinse.
Consolidarea elementelor tensionate se face funcie de mrimea
solicitrilor i de posibilitatea de descrcare a elementului pe
timpul execuiei consolidrilor.
La elementele ntinse cnd nu se poate realiza descrcarea lor
consolidarea se execut cu ajutorul unor elemente metalice prevzute
cu posibiliti de tensionare iniial.
Pentru elemente care se pot descrca consolidarea se poate
realiza cu eclise i fururi din lemn solidarizate cu tije.
d) Consolidarea elementelor comprimate.
Deformarea elementelor comprimate este un fenomen deosebit de
periculos deoarece solicitarea devine o compresiune cu ncovoiere
iar eforturile suplimentare aprute i neconsiderate iniial pot duce
n timp la compromiterea total a elementului.
Consolidarea are ca scop reducerea parial sau total a
deformaiilor i eventual mrirea rigiditii n planul ncovoieri.
Elementele trebuie s fie descrcate iar pentru aducerea la poziia
iniial se pot folosi urmtoarele metode:
-consolidarea cu eclise rigide din lemn sau metal, la elemente
cu seciune simpl sau cu eclise i fururi, la elemente cu seciune
compus i strngerea cu buloane pentru aducerea la poziia iniial;
- consolidarea cu sisteme speciale , la tlpile superioare a
grinzilor cu zbrele, care folosesc elemente de rigidizare cu
rezemare pe montani i diagonale;
- folosirea unor cricuri cu dispozitive speciale de
ndreptare.
Consolidarea n ansamblu a unor elemente structurale la care
exist elemente ntinse i elemente comprimate (spre exemplu grinzile
cu zbrele) se poate realiza prin transformarea acestora n alte
tipuri structurale cu comportare mai favorabil, funcie de noile
condiii de exploatare. EMBED AutoCAD.Drawing.15
EMBED AutoCAD.Drawing.15
EMBED AutoCAD.Drawing.15
EMBED AutoCAD.Drawing.15
EMBED AutoCAD.Drawing.15
EMBED AutoCAD.Drawing.15
EMBED AutoCAD.Drawing.15
EMBED AutoCAD.Drawing.15
EMBED AutoCAD.Drawing.15
EMBED AutoCAD.Drawing.15
EMBED AutoCAD.Drawing.15
EMBED AutoCAD.Drawing.15
EMBED AutoCAD.Drawing.15
EMBED AutoCAD.Drawing.15
EMBED AutoCAD.Drawing.15
EMBED AutoCAD.Drawing.15
EMBED AutoCAD.Drawing.15
EMBED AutoCAD.Drawing.15
EMBED AutoCAD.Drawing.15
EMBED AutoCAD.Drawing.15
EMBED AutoCAD.Drawing.15
EMBED AutoCAD.Drawing.15
EMBED AutoCAD.Drawing.15
Fig. E 7.21 Consolidarea elementelor ntinse
a cu tirani metalici; b cu eclise i fururi
1 zon degradat; 2 tirani metalici; 3 profile tip cornier;
4 eclise din lemn; 5 fururi; 6 buloane.
_1047711974.dwg
_1047800782.dwg
_1047803527.dwg
_1047804920.dwg
_1155224140.unknown
_1047804004.dwg
_1047802068.dwg
_1047716406.dwg
_1047799696.dwg
_1047713058.dwg
_1047300127.dwg
_1047302367.dwg
_1047710216.dwg
_1047301296.dwg
_976661072.dwg
_1047295390.dwg
_1047298667.dwg
_1047297876.dwg
_1047288092.dwg
_976662108.dwg
_976656475.dwg
_976657274.dwg
_976655835.dwg