Mianem trwaãoĤci nazywa sič okres, przez jaki drewno stawia opór dziaãa-niu czynników rozkãadowych i zachowuje swoje wãaĤciwoĤci w stopdziaãa-niu po-zwalajĈcym na uİytkowanie [zgodnie ze stawianymi mu wymogami]
(KRZYSIK 1975, s. 290).
TrwaãoĤþ drewna , czyli czas, w jakim drewno – naraİone na czynniki Þ zyczne (wilgotnoĤþ, temperatura, oĤwietlenie), mechaniczne (siãy ze-wnčtrzne i weze-wnčtrzne), chemiczne (kwasy i zasady) oraz biologiczne (bakterie, owady, grzyby) – zachowuje swoje wãaĤciwoĤci wytrzymaão-Ĥciowe i estetyczne w stanie pozwalajĈcym na jego uİytkowanie, zale-İy od:
rodzaju i intensywnoĤci wspomnianych naraİeę,
gatunku drewna,
sposobu przygotowania i rodzaju substancji zabezpieczajĈcych,
wieku drzewa, z którego pochodzi drewno,
gčstoĤci drewna (która moİe sič róİniþ w obrčbie gatunku, a nawet w obrčbie tej samej kãody),
pierwotnego umiejscowienia elementu w rosnĈcym drzewie (twar-dziel jest trwalsza od bielu),
Tabela 21
Oznaczenia wodoodpornoĤci sklejki wedãug róİnych norm
Lp. Sklejka PN-EN 636:2005
PN-D-97005.11:1983
obciĈİeę mechanicznych,
czasu Ĥcinki88.
Ze wzglčdu na trwaãoĤþ drewno uİytkowych rodzajów drzew moİna sklasyÞ kowaþ w trzech grupach (KOLLMANN 1951):
bardzo trwaãe, np.: dčby , cisy , modrzewie , cyprysy , robinie, heba-nowce , eukaliptusy ,
Ĥrednio trwaãe, np.: Ĥwierki , sosny , jesiony , jodãy , buki ,
nietrwaãe, np. klony , brzozy , lipy , wierzby , topole , leszczyna . Drewno o duİej gčstoĤci oraz pochodzĈce z czčĤci twardzielowej, prze-syconej zwykle w wičkszym stopniu zwiĈzkami ekstrakcyjnymi (İywice, olejki eteryczne, garbniki i tãuszcze), jest trwalsze. Najmniej odporna na rozkãad jest İywa zawartoĤþ komórki (KOZAKIEWICZ i MATEJAK 2006 a).
W literaturze fachowej moİna spotkaþ duİo przeciwstawnych poglĈ-dów na temat mechaniki naturalnego starzenia sič drewna. Wedãug KO
-ZAKIEWICZA i MATEJAKA (2006 a) w warunkach pomieszczeę zamkničtych, przy niewielkiej wilgotnoĤci powietrza:
drewno ulega stopniowemu utlenianiu prowadzĈcemu do rozkãa-du celulozy i ligniny (nastčpuje stopniowe rozluĮnienie kompleksu lignino-celulozowego oraz stopniowa depolimeryzacja celulozy ),
wzrasta stopieę krystalizacji drewna (powstajĈ nowe wiĈzania po-przeczne mičdzy ãaęcuchami celulozy , wzrasta udziaã obszarów krystalicznych).
Bardzo niszczĈco na drewno wpãywa cykliczna zmiennoĤþ wilgotno-Ĥci otoczenia. Drewno poza pomieszczeniami zamkničtymi, wystawione na bezpoĤrednie dziaãanie czynników atmosferycznych ulega rozkãadowi w doĤþ krótkim czasie, lecz ma trwaãoĤþ wičkszĈ niİ drewno stykajĈce sič bezpoĤrednio z glebĈ. Bardzo dobrym przykãadem przyspieszonej korozji drewna w warunkach niestaãej wilgotnoĤci otoczenia mogĈ byþ wkopane w ziemič sãupy drewniane, które najszybciej ulegajĈ uszkodze-niom w miejscu zetkničcia z gruntem. Z tego powodu drewniane palo-wania pod fundamenty budowli zakãadano zawsze tylko do wysokoĤci najniİszego poziomu wód gruntowych, tak aby drewno byão stale pod wodĈ. Znane sĈ wypadki, İe po skanalizowaniu w XIX wieku pewnych obszarów miast, i wskutek tego znacznego obniİenia sič na tych terenach
88 Uwaİa sič, İe drewno drzew Ĥcičtych zimĈ w porównaniu z drewnem drzew Ĥcičtych latem: (1) jest bardziej odporne na dziaãanie grzybów, (2) ma mniejszĈ wil-gotnoĤþ, (3) po wysuszeniu ma taki sam cičİar wãaĤciwy, jednak wystčpujĈ w nim gãčbsze i liczniejsze pčkničcia (zwãaszcza w drewnie liĤciastym), (4) ma takĈ samĈ wytrzymaãoĤþ mechanicznĈ.
poziomu wód gruntowych, gãowice pali fundamentowych starszych bu-dowli zostaãy naraİone na cykliczne zmiany wilgotnoĤci i w bardzo krót-kim czasie budowle te ulegaãy mniejszym lub wičkszym uszkodzeniom (STIEBER 1922).
UtrzymujĈca sič przez dãuİszy czas nadmierna wilgotnoĤþ elementów drewnianych przyczynia sič do rozwoju szkodników biologicznych, ta-kich jak grzyby domowe lub grzyby pleĤniowe, powodujĈcych stopniowĈ degradacjč wãaĤciwoĤci mechanicznych drewna aİ do caãkowitego jego zniszczenia (GANOWICZ i GUZENDA 1996). Równie duİe straty mogĈ spo-wodowaþ owady – techniczne szkodniki drewna. Zniszczenia te dotyczĈ najczčĤciej materiaãu z drewna litego i – z uwagi na znacznie trudniejszĈ niİ przed grzybami ochronč drewna – sĈ liczniejsze od powodowanych przez grzyby. SzkodliwoĤþ owadów polega na niszczeniu drewna przez drĈİenie w nim chodników larwalnych z otworami wylotowymi na po-wierzchni, co prowadzi do znacznego zmniejszenia wytrzymaãoĤci pora-İonego drewna (REINFORCINGCONCRETESTRUCTURES... 2001).
Niekorzystne zmiany wãaĤciwoĤci mechanicznych (np. wytrzymaãoĤci na Ĥciskanie, wytrzymaãoĤci na zginanie, wytrzymaãoĤci na rozciĈganie, odpornoĤci udarowej, twardoĤci) w drewnie ulegajĈcym biokorozji wy-nikajĈ ze skomplikowanych zmian chemicznych wewnĈtrz materiaãu.
Te zmiany, ãĈczĈc sič w zwiĈzki przyczynowo-skutkowe, w rezultacie dajĈ wielostronne pogorszenie sič cech konstrukcyjnych czčĤci i pod-zespoãów wykonanych z drewna i z materiaãów drewnopochodnych.
Zmiany chemiczne mogĈ byþ wynikiem rozkãadu substancji organicznej drewna w wyniku biokorozji pod wpãywem enzymów wydzielanych przez organizmy İywe:
brunatny rozkãad drewna – rozãoİeniu na cukry proste, dwutlenek wčgla i wodč pod wpãywem grzybów ulega celuloza , a nienaruszo-na pozostaje ligninienaruszo-na ; drewno brunienaruszo-natnieje, staje sič kruche, powstajĈ mikro- i makropčkničcia, efekt rozpadu celulozowej struktury no-Ĥnej drewna,
biaãy rozkãad drewna – rozkãadowi ulegajĈ celuloza i lignina 89,
89 Na ogóã jest to rozkãad niejednolity, w szybszym tempie zniszczeniu ulega li-gnina. W miejscach poczĈtkowych biaãych plamek tworzĈ sič wydãuİone jamki o nie-regularnym obrysie, a drewno staje sič wãókniste. Przy równomiernym rozkãadzie celulozy i ligniny drewno poczĈtkowo ma biaãe, nieregularne plamki, staje sič mičk-kie i elastyczne, potem rozpada sič na listki równolegãe do sãojów. W koęcowym etapie staje sič pãatkowate, przypomina pãatki ligniny sanitarnej.
szary rozkãad drewna – nastčpuje pod wpãywem dziaãania grzy-bów pleĤniowych90.
Wskutek biokorozji (rozkãadu ligniny i celulozy oraz mechaniczne-go niszczenia drewna przez owady) maleje w sposób znaczĈcy gčstoĤþ drewna, a wzrasta porowatoĤþ. Zmiany wãaĤciwoĤci mechanicznych wy-nikajĈce z niszczenia struktury drewna majĈ charakter niejednorodny (np. najszybciej maleje wytrzymaãoĤþ na zginanie, a wolniej – wytrzyma-ãoĤþ na Ĥciskanie).
W normie PN-ENV 12038:2002 dotyczĈcej oznaczania trwaãoĤci drew-na i materiaãów drewnopochodnych (odpornoĤci drew-na podstawczaki91) mia-rĈ odpornoĤci wyrobu z materiaãu drzewnego jest jak najmniejsza utrata masy próbek wystawionych na atak grzybów. Metoda jest stosowana do niezabezpieczonych (niepokrytych) produktów z tworzyw drzewnych.
PrzybliİonĈ trwaãoĤþ w latach drewna gatunków drzew europejskich w zaleİnoĤci od warunków otoczenia przedstawia tabela 22. Dane skom-pilowano z zakresów podawanych przez cytowanych w tytule tabeli au-torów. Z tego niepeãnego zestawienia moİna wywnioskowaþ, İe bardzo maão wiadomo na temat rzeczywistej trwaãoĤci drewna (np. wartoĤci w kolumnie pierwszej róİniĈ sič od siebie nawet dziesičciokrotnie). Z ta-beli wynika, İe niezabezpieczone drewno wystawione na bezpoĤrednie dziaãanie czynników atmosferycznych moİe byþ uİytkowane, zaleİnie od gatunku, przez kilka do kilkunastu lat (drewno na wolnym powietrzu osãoničte dachem – 10-150 lat), natomiast drewno przechowywane w po-mieszczeniu w warunkach mniej wičcej staãej wilgotnoĤci i temperatury moİe zachowaþ strukturč przez 1000-2000 lat – potwierdzajĈ to znalezi-ska archeologiczne.
O powolnoĤci rozkãadu drewna przy maãej i stabilnej wilgotnoĤci Ĥwiadczy dobry stan elementów z drewna cedrowego znalezionych w komnacie grobowej Tutenchamona, liczĈcych sobie okoão 3200 lat
90 Drewno zaatakowane przez grzyby pleĤniowe ma duİĈ wilgotnoĤþ, jest mičkkie i gĈbczaste, zabarwione na kolor brunatnoczarny. WysychajĈc, pčka wzdãuİ i w po-przek na drobne kostki, które odpadajĈ maãymi pãatkami, co nie pozwala na usta-lenie rzeczywistej gãčbokoĤci poraİenia. Rozkãad szary nieco przypomina rozkãad brunatny, chociaİ objawy sĈ mniej wyraĮne. CharakterystycznĈ cechĈ jest wyraĮna granica mičdzy warstwĈ drewna zdrowego i poraİonego.
91 Podstawczaki (Basidiomycetes) – klasa grzybów obejmujĈca okoão 20 000 ga-tunków wystčpujĈcych na caãym Ĥwiecie. Wiele z nich tworzy mikoryzč z drzewa-mi leĤnydrzewa-mi. W Europie wystčpuje okoão 4000 gatunków, z czego co najmniej 2650 w Polsce.
Tabela 22
Szacowana trwaãoĤþ drewna gatunków europejskich (lata) (STIEBER 1922, WRÓ
-BLEWSKI i DE MEZER 1948, ZENKTELER 1971, KRZYSIK 1975, KOZAKIEWICZ i MATEJAK
Buk 10-60 200-800 10 20-100
DĈb 40-120 600-1 800 700 100-800
Grab 80 1 000 750 < 1
Jesion 20-95 500 10 30-100
Jodãa 10-50 150-1 000 60-70 nietrwaãe
Klon 10 1 000 10-20 nietrwaãe
Modrzew 20-95 800-1 800 600 80-700
Olsza 5-40 400 800 100
Osika 3 500 10 nietrwaãe
Sosna 20-95 700-1 000 500 80-500
ģwierk 10-75 100-900 60-70 50-60
Topola 3-35 500 10 < 1
WiĈz 80-100 1 500 1 000 90
Wierzba 5-40 600 20 nietrwaãe
(KOZAKIEWICZ i MATEJAK 2006 b). Prawie bez Ĥladów zniszczeę znaleziono równieİ wykonanĈ z drewna cisowego gãowč królowej Teje, İony fara-ona Amenhotepa III (ok. 1400 rok p.n.e.) W doskfara-onaãym stanie zachowaão sič teİ drewno cedru libaęskiego , który posãuİyã do wykonania ãodzi po-grzebowej faraona Cheopsa (2600 rok p.n.e.) (PUDLIS 2005).
Drewno trwaãych gatunków podzwrotnikowych, takich jak Achras za-pota (syn. Manilkara zaza-pota) czy Caesalpinia platyloba, przetrwaão w stosun-kowo dobrym stanie w budowlach Majów. Ornamentyka znalezionych przedmiotów jest doskonale czytelna, mimo İe przez blisko 1000 lat po-zostawaãy w warunkach tropikalnych.
92 KOZAKIEWICZ i MATEJAK (2006 b) cytujĈ dane Nördlingera z 1860 roku i Vorreitera z 1949 roku.
Maãa (poniİej 10%) wilgotnoĤþ oraz niska (poniİej 0°C) i wysoka (po-wyİej 40°C) temperatura stosunkowo dobrze zabezpieczajĈ drewno przed biodegradacjĈ. DuİĈ trwaãoĤciĈ odznacza sič drewno znajdujĈce sič bez przerwy pod wodĈ93 lub w wilgotnej ziemi w warunkach beztlenowych94. Bardzo duİo informacji na temat trwaãoĤci drewna znajduje sič na stronie internetowej Canadian Wood Council (www.durable-wood.com).