20 Mg II - Dvadeseto Predavanje-drvo

DRVO I PROIZVODI OD DRVETA ZA GRA ĐEVINARSTVO

Pod drveto drvetom, m, ka kao o gra građevinskim evinskim materijalom, materijalom materijalom,, podrazumeva se prirodno drvo oslobođeno kore i podkoričastih vlakana vlakana..

MATERIJALI U GRAĐEVINARSTVU EVINA EVINARST RSTVU VU II

Ubraja Ubraja se, pored pored kamena kamena i zemlje zemlje,, u grupu grup grupu u najstarijih materijala za građenje. enje.

XX p r e d a v a nj e

Prvi objekti sagrađeni od drveta bile su kolibe i zemunice. zemunice.

Prof Prof.. dr Vlastimir RADONJANIN Prof Prof.. dr Mirjana MALEŠEV

U osnovi ove kuće mogu biti ovalne, ovalne, okrugle ili pravougaone.. pravougaone Kolibe Kolibe su drveni drveni objekti objekti sagrađeni iznad iznad kote terena. terena. 2



Ove dve vrste primitivnih kuća se i danas sreću u 3 nerazvijenim i siromašnim delovima sveta sveta..

Ostaci najstarije kolibe na tlu Evrope otk otkriveni kriveni su u Francuskoj, u blizini Nice (arheološko nalazište Terra Amata). Amata). Pretpostavlja Pretpostav vlja se da je je koliba stara cca 400 400..000 .000 godina, godina, a da su je je sagradili sagradili neandre neandr etalci etalci talci kao privremeno sklonište za vreme sezonskih seoba u potrazi za hranom. hranom. Koliba je je dugačka oko 12 12m, m, a široka oko 6m 6m i u njenom središtu se nalazilo kameno ognjište. ognjište. Građene su tako što je je po obodu postavljano postavljano kamenje, kamenje, a zatim su sa unutrašnje strane koso zabadane dugačke grane, kao kolci, koje su zatim pokrivane sitnijim granama sa lišćem. em. 4



Zemunice Zemunice su poluukopani poluukopani ili objekti ukopani u zemlju iznad kojih se nalazio ravan ili šatorast krov od oblica, oblica, pokriven pokriven granjem granjem sa lišćem ili busenovima trave trave.. Noseća konstrukcija konstr konstru konstrukci ukcija kcija ja koli ko koliba liba ba se sas sastoj tojala ala od drvenih stubova i kolaca, a zidovi su formirani od pruća isprepleteno isprepletenog g između stubova. stubo stubova va. Ovako Ovak Ovako o formirana formirana zidna zidna obloga obloga kod nekih nekih koliba koliba je je premazivana blatom. blatom. U krajevima bogatim šumom građene su brvnare brvnare..

Rekonstruisani Rekonstruisani izgled kolibe ovalne osnove, šatorastog oblika

Rekonstruisani Rekonstruisani izgled kolibe ovalne osnove, šatorastog oblika 5

6

1



Sojenice su kolibe podignute iznad vode na drvenim platformama koje nose stubovi stubovi..

Sojenice se i danas grade u pojedinim delovima sveta.. sveta

O takvim građevinama pisali su gr gr čki pisci (Herodot, Hipokrat), Hipokrat), a mnogobrojni mnogobrojni nalazi osta osta-taka takvih građevina evina u jezerskim jezerskim i močvarnim . U područ ju alpskih jezera jezera (južna Nemačka, Švajcarska, severna Italija) sojenice su građene već u neolitu. neolitu. Prvi Prvi istraživači su tvrdili da su sojenice građene na samoj vodi, ali danas preovladava mišljenje da su se sojenice gradile gradile na obali jezera jezera ili reka, a na stubove su podignute 7 zbog poplava.

Izgled sojenice 8



U centralnoj centralnoj Evropi su se tri hiljade godina pre Nove ere gradile tzv "dugačke" kuće od drveta drveta.. Širina ovakvog tipa kuća se kretala od 5.5 do 7m, a dužina od 20 do 45m 45m. Kuće su bile građene u ramovskom sistemu sistemu.. Osnovni konstrukcijski elementi napravljeni od drvenih oblica.. oblica

su

bili

9


Arheološka rekonstrukcija dugač ke ku će

10


U pojedinim zemljama Azije (Kina, Japan, Indija... Indija...)) razvila se tradicija tradicija građenja objekata od drveta tzv.. pagoda. tzv pagoda. Pagode su monumentalni objekti u kojima se čuvaju budističke re r elikvije. likvije. U jugoisto jugoistočnoj Aziji pagode su konusnog oblika, oblika, a u istočnoj Aziji su to toranjske višespratne konstrukcije sa sa specifičnom krovnom arhitekturom.. arhitekturom Najčešće su građene od drveta, drveta, a mogu biti sagrađene ene i od kamena ili opeke sa drvenom krovnom konstrukcijom. konstrukcijom. 11

Najveća drvena pagoda Yakusi i Toto sagrađena je u Japanu 698 godine.

12

2


Kineska pagoda


13

Unutrašnjost pagoda

14



Osim za stambene i sakralne objekte, drvo se koristilo i za građenje mostova. mostova. Pre pojave čelika i betona, drvo i kamen su bili osnovni materijali za građenje mostova mostova..

Most je bio dugačak 1124m, imao je 21 lučni otvor širine 33 do 52 m. Stubovi su građeni od kamena, kamena, a rasponska konstrukcija je je formirana od drveta drveta..

Interesantan je je most na Dunavu kod Kladova, Kladova, koga je je na "Gvozdenim vratima" sagradio Apollodoros od Damaska Damaska,, slavni graditelj rimskog vladara Trajana, 104 godine pre nove ere. ere. Most je, je, prema istorijskim podacima, srušio sledeći rimski vladar vladar Hadrijan. Hadrijan. Podaci o ovom ovom mostu pronađeni su u reljefu na Trajanovom stubu u Rimu. Rimu. 15


Delovi rekonstruisanog Trajanovog mosta na Dunavu 16


Jedan od najstarijih drvenih mostova, koji još još uvek postoji, je je Kapelni most u Lucernu, Lucernu, Švajcarska.. Most je Švajcarska je sagrađen 1333 godine, godine, dugačak je je 222m 222m i pokriven je je krovom, koji je je zaštitio drvo od truljenja. truljenja.

Rimski imperator imperator Julije Julije Cezar je Cezar je 55 godine pre nove ere sagradio privremeni most dugadugačak 140m 140m preko reke Rajne za samo 10 dana. dana. Širina mosta je je iznosila 5 - 6 m i omogućavala je je dvosmerni saobraćaj. aj. 17

18

3



U savremenom građevinarstvu drvo se kao konstrukcijski materijal koristi za građenje: enje:  individualnih kuća,  višespratnih stambenih i poslovnih objekata,  krovova stambenih, poslovnih i industrijskih objekata sagrađenih od drugih vrsta građevinskih materijala. materijala.

Montažne drvene kuće se u današnje današnje vreme masovno primenjuju za individualnu stambenu gradnju u mnogim zemljama sveta (Amerika, Kanada, Novi Zeland itd. itd.).

Lamelirano lepljeno drvo i slični "inženjerski" proizvodi od drveta se koriste za građenje industrijskih, sportskih, izložbenih i drugih objekata velikih raspona i mostova mostova..

U Americi e 95% 95% individualnih stambenih površina "prekriveno" montažnim drvenim kućama. ama.

19

Drvo spada u grupu retkih materijala čiji su prirodni resursi obnovljivi obnovljivi.. Planskom sečom šuma i pošumlja pošumlja-vanjem, odnosno uzgajanjem određenih vrsta drveća, mogu se o čuvati prirodni resursi i istovremeno obez obez-bediti dovoljna količina ovog materijala za sve vidove potrošnje.. potrošnje

20



U savremenom građevinarstvu drvo i proizvodi na bazi drveta imaju široku primenu zbog niza svojih dobrih svojstava kao što su:  visoke mehaničke karakteristike,  mala zapreminska masa,  niska toplotna provodljivost,  zadovoljavajuća otpornost na dejstvo mraza,  laka obrada,  postojanost prema mnogim hemijskim agensima,  jednostavno jednostavno spajanje pojedinih elemenata itd. 21

Drvo ima i niz nedostataka koji značajno umanjuju njegovu primenljivost, a to su:  nehomogenost građe,  anizotropnost svojstava,  higroskopnost,  sklonost ka deformisanju usled bubrenja ili rasušivanja,  podložnost truljenju,  veliki broj prirodnih defekata (čvorova, pukotina itd),  sposobnost gorenja,  visoka cena. 22



U zavisnosti od stepena prerade, prerade, drvo i materijali od drveta se dele na: 

(food and agricul agriculture t ure org. org. UN) UN)” u 1999. Prema podacima “FAO (food 1999. godini svetska potrošnja drveta iznosila je je 3300 x106 m3.

običnu drvenu građu koja se dobija mehaničkom obradom prirodnog drveta.

Procenjuje se da se 55% 55% od ove zapremine .

ma er a e o rve a o se o a u primenom određenih industrijskih postupaka (furniri, šper šper--ploče, panelpanel-ploče, lamelirana drvena građa i dr.). 

Ukupna količina rezane građe i panela panela u svetu svetu iznosila je je u istoj godini 600 600x x106 m3, što čini cca. cca. 18% 18 %. 

Najveći deo preostale količine posečenog drveta se potrošio za proizvodnju pulpe i papira. papira.

sintetičke materijale na bazi drveta koji se dobijaju tzv. dubokom preradom drveta. 23

24

4

STRUKTURA DRVETA

STRUKTURA DRVETA

MAKROSTRUKTURA

MAKROSTRUKTURA

Makrostruktura = struktura struktura drveta koja se može registrovati golim okom ili pod malim uvećanjima naziva se makrostruktura makrostruktura.. Proučavanjem makrostrukture može se odrediti vrs a rve a o osnovn po ac ac o oso nama drveta.. drveta Makrostruktura debla može da se razmatra u tri karakteristična preseka preseka::  poprečnom (1),  radijalnom (2) i  tangencijalnom (3). 25

Osnovni elementi makrostrukture drveta su: kora,  drvna masa, masa,  srž i  sržni zraci. 

Kora drveta: drveta:  Spoljašnje kore  Unutrašnje kore - like i  Kambijuma – – prvog sloja živih ćelija 26

STRUKTURA DRVETA

STRUKTURA DRVETA

MAKROSTRUKTURA

MAKROSTRUKTURA

Drvna masa je je najznačajniji element poprečnog preseka drveta drveta.. Sastoji se od prstenova - godova koji predstavljaju godišnje priraštaje drvne mase. mase. Svaki god se sastoji iz unutrašnjeg sloja –– rano (prolećno) drvo i spoljašnjeg sloja –– kasno (letnje) drvo drvo..

Srž je je centralni deo poprečnog preseka stabla. stabla. To je najstariji deo drveta. drveta. Odlikuje se tamnijom bojom i manjom tvrdoćom u odnosu na drvnu bojom masu.. masu

Spoljašnji deo drveta u kom je Spoljašnji je proces rašćenja drveta još još u toku i koji ima fiziološku fiziološku funkciju naziva se beljikovina beljikovina..

Sržni zraci formiraju radijalne veze između unutrašnjeg i spoljašnjeg dela poprečnog preseka drveta.. Imaju mehaničku i fiziološku ulogu. drveta ulogu. Izraženiji su kod tvrdog drveta drveta..

Deo drveta oko srži naziva se sr čevina. evina. Sastoji se 27 iz mrtvih ćelija koje imaju mehaničku funkciju. funkciju.

28

STRUKTURA DRVETA

STRUKTURA DRVETA

MIKROSTRUKTURA

MIKROSTRUKTURA

Osnovni element mikrostrukture drveta je je živa ćelija koja je je najčešće vlaknastog oblika. oblika. Osnovnu masu drveta čine ćelije u obliku vlakanaca . Vlakanca po pravilu imaju mehaničku funkciju, dok cevčice imaju fiziološku funkciju. funkciju. Postoje i takvi mikrostrukturni elementi koji istovremeno obavljaju obe funkcije funkcije.. To su traheide, traheide, koje se uglavnom sreću kod četinara. etinara. Ćelije su uvek ori or jentisane ijentisane u pravcu osovine stabla. stabla. 29

Bor

Hrast

30

5

STRUKTURA DRVETA

VRSTE DRVETA

HEMIJSKI SASTAV DRVETA

Celuloza i lignin

LIŠĆARI

do 80%

em s vezana vo a Smole, ulja, skrob, tanin

cca cca 3% 3%

Hrast

Bukva

Jasen

Bagrem

Topola

Orah

ČETINARI

celuloza celuloz a - visokomolekularn visokomolekularnii ugljovodonik (C6H10O5)n

Bor Bor

Jela

Smreka

Ariš

31

VRSTE DRVETA Po komercijalnoj podeli drvo se razvrstava na tvrdo drvo i meko drvo samo na osnovu botaničke klasifikacije.. klasifikacije U grupu tvrdog drveta ubrajaju se lišćari koji rastu u krajevima sa umerenom klimom i drveće iz tropskih krajeva krajeva.. U grupu mekog drveta ubrajaju se četinari. etinari. Na podru područ ju drvenih konstrukcija važi drugačija klasifikacija.. Kao materijal za izradu drvenih klasifikacija konstrukcija koriste se: se: (jela, smr ča, beli i crni bor) tvrdi lišćari (hrast, jasen, bagrem, bukva, brest i grab) i  meki lišćari (lipa, topola, breza, jasika itd.).

32

FIZIČKE OSOBINE DRVETA BOJA I TEKSTURA

Boja i tekstura predstavljaju karakt karakteristične osobenosti za pojedine vrste drveta drveta.. Vrste drveta koje poseduju lepu boju i teksturu teksturu visoko se cene i koriste se kao skupocen materijal materijal..

 četinari 

33

FIZIČKE OSOBINE DRVETA


VLAŽNOST

VLAŽNOST

Voda koja se nalazi u drvetu može se svrstati u tri grupe:: grupe  slobodna voda voda,, koja se kreće kroz sudove koliko ima šupljina, 



34

atheziona voda koja se nalazi u vlaknima drveta i zidovima sudova i koja predstavlja fizički vezanu vodu i hemijski vezana voda koja ulazi u sastav ćelija koje obrazuju drvo. 35

Prilikom sušenja iz sveže posečnog drveta isparava slobodna voda i to prvo voda iz delova koji su bliži površini, a kasnije i iz unutrašnjosti rvne mase mase.. Daljim sušenjem dolazi do isparavanja isparavanja athezione vode.. vode Hemijski vezanu vodu nije moguće odstraniti iz drveta postupcima sušenja. sušenja. 36

6



VLAŽNOST

VLAŽNOST

Vlažnost drveta drveta u slučaju kada su sva vlakna i zidovi sudova zasićeni vodom (atheziona voda), ali nema slobodne vode unutar unutar sudova, naziva se kritična tačka zasićenosti vlakna vlakna.. a a zas enos v a ana zav s o s ru ure hemijskog sastava drveta i kreće se od 20 do 35% 35%. Najčešće se usvaja da je je 30% 30%. Svaki potpuno suvi komad drveta apsorbovaće vlagu iz okolne atmosfere dotle dok ne bude uspouspostavljena ravnoteža sa okolinom. okolinom. Ovaj fenomen se naziva sorpcija i javlja javlja se kod čvrstih materijala sa kompleksnom kapilarnom strukturom. strukturom. 37

VLAŽNOST

SKUPLJANJE I BUBRENJE



  

kapilarno - vlažnost drveta je veća od tačke zasićenja vlakana. Drvna masa tada pored athezione sadrži i izvesnu količinu slobodne vode.. vode


Prema SRPS razlikuju se sledeći stepeni vlažnosti.





FIZIČKE OSOBINE DRVETA Vlaga koja se nalazi nalazi u drvetu posle dugotrajnog dugotrajnog stajanja na vazduhu naziva se ravnotežna vlaga. vlaga.



Razlikuju se dva područ ja vlažnosti drveta:  higroskopno - kada je vlažnost drveta manja od tačke zasićenosti vlakana. Drvna masa , zavisi samo od relativne vlažnosti i temperature okoline. okoline.

sirovo drvo drvo (vlažnost (vlažnost ve ća od tačke zasićenosti vlakana) polusuvo drvo - ne sadrži sadrži slobodnu slobodnu vodu (vlažnost (vlažnost cca 30%); prosušeno drvo - vlažnost do 22% (transportno suvo 18 22% i vazdušno suvo 12 - 18%); isušeno drvo - vlažnosti 6 - 22% i suvo drvo - vlažnosti oko 0%. 39

Skupljanje drveta predstavlja smanjenje linearnih dimenzija i zapremine drveta usled gubitka vode. vode. Bubrenje predstavlja povećanje istih usled upijanja vode (vlage) (vlage).. Promenu vlažnosti drveta od 0% do tačke zasićenja vlakana prati povećanje dimenzija i zapremine zapremine po približno linearnom zakonu. zakonu. U slučaju vlažnosti iznad tačke zasićenja, enja, dimenzije i zapremina drveta praktično se ne menjaju menjaju.. 40





Najmanja promena dimenzija se javlja u podužnom pravcu ("l"("l"- 1) . - . , • Znatno ve ća u radijalnom pravcu ("r"-- 2) 2 - 5%, ("r" • Najveća je u tangencijalnom pravcu ("t"("t"- 3) i iznosi 4 - 8%.

38

•

Zapreminska promena

2

3

1

41

Stepen deformisanja zavisi iz kog dela poprečnog preseka je je isečen konkretan proizvod proizvod..

42

7



SPECIFI ČNA I ZAPREMINSKA MASA

TOPLOTNA PROVODLJIVOST

Specifična masa drvne supstance supstance je je konstantna konstantna i ne zavisi od vrste drveta drveta.. Iznosi oko 1560 kg/m3.

Drvo kao materijal ima vlaknastu i poroznu strukturu za koju je strukturu je karakterisična mala toplotna provodljivost.. provodljivost

Zapreminska masa zavisi od vrste drveta, tj. tj. od strukture i poroznosti. poroznosti. Zapreminske mase (kg/m 3) u funkciji vlažnosti drveta “ H” Vrsta drveta Bor Bor Jela Smreka Hrast Bukva

H = cca cca 30% 700 1100 730 1010 1070

H = 15 15 - 20% 520 450 470 690 720

H 15% 490 410 430 650 690

Toplotna provodljivost u pravcu vlakana je je oko dva puta veća od provodljivosti upravno na vlakna ( l = 0.35 W/mK, a

43

u

= 0.17 W/mK).

Koeficijent toplotne provodljivosti drveta zavisi od njegove vlažnosti. vlažnosti. Utvr đeno je je da se za 1% povećanja vlage poveća za 1.25% 25%. 44



TERMIČKI KOEFICIJENT LINEARNOG ŠIRENJA

PROVODLJIVOST ZVUKA

U pravcu paralelno vlaknima provodljivost zvuka je je 10 do 16 puta veća od provodljivosti vazduha. vazduha. U pra prav vcu upravnom upravnom na vlakna je je oko 4 puta veća .

Zavisi od pravca vlakana. vlakana. Za temperaturno područ je od -500C do +500C iznosi: -6  Paralelno vlaknima t = (3 - 6)10 

U radijalnom pravcu

-5 t = (2 - 4)10



U tangencijalnom pravcu

t

ELEKTROPROVODLJIVOST

= (3 - 8)10-5 45

Zavisi od vlažnosti drveta. drveta. Drvo koje se koristi kao elektro izolator mora biti potpuno suvo. Specifični električni otpor drveta iznosi 75 107 cm cm,, a kod sirivog drveta je desetak puta manji. 46



VATROOTPORNOST

VATROOTPORNOST

Drvo je je za razliku od kamena, keramike, betona i čelika zapaljiv materijal, koji se lako pali i gori (200 200-0 250 C) C).. Bitna karakteristika drveta pri po aru je je da ne menja značajno svoje mehaničke karakteristike, što je u odnosu na čelik kvalitativna razlika. razlika. Pri sagorevanju na površini drveta se stvara nagoreli ugljeni ugljenični sloj koji sprečava brzo prodiranje toplih toplih zapaljivih gasova u unutrašnjost unutrašnjost preseka i time ga štiti. štiti. 47

Brzina stvaranja ugljeničnog sloja je je 0.6 –– 0.8 mm/min,, što znači da se po obimu preseka drvo mm/min smanji prosečno 3.5 - 5 cm za sat vremena vremena.. Uprkos zapaljivosti, zapaljivosti, drvo, posebno ono većeg poprečnog preseka, preseka, se bolje ponaša u požaru od aliminijuma i čelika zbog manjeg koeficijenta toplotne provodljivosti, manjeg koeficijenta linearnog širenja i stvaranja ugljeničnog sloja. sloja. Problem zapaljivosti i gorenja konstrukcija od monolitnog drveta obično se javlja javlja kod manjih preseka.. preseka 48

8



49

50


51

9

20 Mg II - Dvadeseto Predavanje-drvo

Recommend Documents