1. Oznaczenie wilgotności bezwzględnej drewna.

WILGOTNOŚĆ (w) – jest to procentowa zawartość wody w danym materiale w stanie jego występowania w naturze w stosunku do jego masy w stanie suchym.

                                 w = (mw – ms) · 100% / ms    [g/cm3 ]

w – wilgotność [g / cm3]

mw – masa próbki w stanie wilgotnym [g]

ms – masa próbki w stanie suchym [g]

Sposoby oznaczania wilgotności:

Oznaczenie można wykonać metodą suszarkowo-wagową, metodą elektrometryczną lub metodą destylacyjną. W praktyce najczęściej stosuje się metodę suszarkowo-wagową.

Przygotowanie próbki:

Badanie polega na zważeniu próbki w stanie wilgotnym, wysuszeniu próbki drewna do stałej masy w temperaturze 103± 2oC i zważeniu w stanie wysuszonym.

Do określenia wilgotności pobiera się trzy próbki z danej partii. Każda próbka powinna mieć w zasadzie kształt prostopadłościanu o wymiarach 20x20x25mm. Próbki powinny być przesłane do laboratorium w małych szczelnie zamkniętych naczyniach. Norma PN – 77/D-04100 zaleca oznaczenie wilgotności drewna na próbkach pobranych do innych badań lub wycinanie z nich próbek do oznaczenia wilgotności. Dopuszcza też oznaczenie wilgotności drewa na próbkach innego kształtu i wymiarów, o objętości 10 ±2 cm3.

Wilgotność drewna w zależności od celu badań (specjalne, techniczne) oznacza się z dokładnością do 0,1% lub 1%.

Badanie wilgotności można również przeprowadzić za pomocą sądy elektronicznej. Urządzenie posiada miernik wilgotności od 8 – 20%.

Wynik z badania:

Badanie przeprowadzono za pomocą sondy.

Wilgotność badanej próbki drewna była mniejsza niż 7%.

2. Oznaczenie gęstości pozornej drewna.

GĘSTOŚĆ POZORNA (rp) – masa jednostki objętości materiału łącznie z porami.

                                                       rp = m / V                          [ g/cm3 ] 

m – masa próbki suchej [g]

V – objętość próbki w stanie naturalnym [cm3]

Przygotowanie próbki:

Do wykonania oznaczenia pobiera się sześć próbek. Próbki powinny mieć kształt prostopadłościanu o wymiarach przekroju 20x20x30 mm (wzdłuż włókien). Próbka powinna być gładko obrobiona, wolna od wad drewna. Masę próbki określa się z dokładnością do 0,01g przez ważenie; długości krawędzi mierzy się suwmiarką z dokładnościa do 0,1 mm i oblicza objętość próbki z dokładnością do dwóch znaków po przecinku. Wynik pomiaru określa się jako średnia arytmetyczna z sześciu próbek.

Gęstość pozorną drewna wyznacza się dla następujących warunków:

-     w stanie wilgotnym po klimatyzowaniu w temp. 20 ±2oC i wilgotności powietrza 65±%,

-          w stanie wysuszonym najpierw w temperaturze 55± 5oC następnie do stałej masy w

      temperaturze 103±2oC.

-          w stanie maksymalnego spęcznienia, jako stosunek masy drewna wysuszonego do jego

      objętości wstanie maksymalnego spęcznienia – jest to tzw. umowna gęstość pozorna.

Wyniki z doświadczenia:

h –  średnia wysokość próbki    h = 51,0 mm

m – masa próbki                        m = 322,7 g

Fd – Pole podstawy dolnej         Fd  =  2756 mm2

Fg – Pole podstawy górnej         Fg  = 2756 mm2

Fśr – Średnie pole obu podstaw  Fśr = 2756 mm2

V = Fśr × hśr = 140556 mm3 = 140,556 cm3

rp = 322,7 / 140,556 = 2,30 g/cm3

Gęstość właściwa substancji drzewnej jest to masa wysuszonej próbki w stosunku do zajmowanej przez nią objętości z wyłączeniem porów i jest ona dla wszystkich gatunków drewna prawie jednakowa i waha się w zakresie 1,46-1,56 g/cm3. Liczba ta jednak żadnego praktycznego zastosowania nie ma.

Materiały drewnopochodne.

Próbki do oznaczenia gęstości pozornej materiałów drewnopochodnych powinny mieć wymiary 100x100x±0,5 mm i grubości odpowiadającej grubości płyty, przed badaneim należy je klimatyzować (w temp. 20 ±2oC i wilgotności 65±3%). Na próbkach nanosi się linie w odległości 25 mm od krawędzi, mierzy w tych miejscach dlugość i szerokość próbki, a w miejscu przecięcia się lini mierzy się ich grubość.

Dla badanych próbek mamy:

3. Oznaczenie wytrzymałości drewna na ściskanie wzdłuż włókien.

WYTRZYMAŁOŚĆ NA ŚCISKANIE (Rc) – jest to największe naprężenie, jakie wytrzymuje próbka badanego materiału podczas ściskania. Wielkość naprężenia Rc może być różna w zależności od kierunku działania siły w stosunku do włókien lub warstwy materiału.

Rc = Pc / F       [MPa]

Pc - siła zgniatająca próbkę [N],

F – powierzchnia przekroju próbki [cm2]

Przygotowanie próbki:

Drewno jako materiał niejednorodny wykazuje dość znaczne wahania wytrzymałości zależnie od kierunku działania siły w stosunku do kierunku biegu włókien. Wyniki badań wytrzymałościowych zależne są oprócz wymiarów próbek, na których przeprowadzane są badania także od sposobu wykonywania poszczególnych prób. Wyniki są tylko wówczas porównywalne, jeżeli badania były przeprowadzone na próbkach o jednakowych wymiarach i w ściśle określonych warunkach. Badanie przeprowadza się an próbkach w kształcie prostopadłościanów lub sześcianów, o wilgotności 10 ÷ 20%. Wymiary długości krawędzi próbek wynoszą 20 mm – dla drewna bardzo twardego, 50 mm – drewna średnio twardego i 100 mm – drewna miękkiego. Próbki powinny być gładko obrobione. Ważne jest aby dana próba nie była wycięta ze środka drzewa(rdzenia) ani też z samego brzegu(biel ,miazga).Zatem próbka powinna być wycinana z powierzchni pomiędzy twardzielem a bielą. Tak przygotowaną próbkę umieszczamy w maszynie niszczącej. Ważne jest również ustawienie próbki w maszynie. Siła powinna być przyłożona do próbki wzdłuż włókien. Następnie nastawiamy maszynę na zakres do ok. 40kN. Maszyna ściska próbkę do momentu jej uszkodzenia i wyłącza się. Ze wskaźnika przy maszynie otrzymujemy siłę jaką wytrzymała badana próbka. Równomierny przyrost obciążenia ściskającego próbka powinien wynosić 0,3 MPa w ciągu 1 minuty.

Drewno jak i szereg innych materiałów wykazuje pod wpływem długotrwałego obciążenia powiększenie odkształceń. Z tego względu przy ustalaniu przydatności materiału do celów budowlanych nie mogą być brane tylko dane z krótkotrwałych badań wytrzymałościowych, ale należy również uwzględnić czynnik czasu i ustalić wytrzymałość trwałą, która wynosi ok.

50 – 65 % wytrzymałości krótkotrwałej.

Własności mechaniczne drewna podaje się dla wilgotności 15%. Jest to związane z tym, że przy różnych wilgotnościowych drewno wykazuje inne własności. Dlatego, aby ujednolicić wyniki badań (móc je porównywać ze sobą) ustalono, że właśnie dla takiej wilgotności będzie się podawać właściwości mechaniczne. Przy innej wilgotności próbki stosuje się wzór przeliczeniowy:

                                                Rw = Rw / [1+ aw(w – 15)]   [MPa]

Rw – wytrzymałość obliczeniowa drewna o wilgotności w = 15% [MPa]

R15 – wytrzymałość obliczeniowa drewna o wilgotności w > 15% [MPa]

aw – współczynnik zależny od wilgotności drewna.

Wyniki z doświadczenia: