Explicatia rezistentei lemnului lamelat incleiat – Glulam – expus la actiuni chimice, la influenta razelor ultraviolete si a intemperiilor este data de comportamentul lemnului si al adezivilor folositi la incleiere in aceste medii/conditii.
Lemnul este un material compozit, constituit dintr-un complex chimic de celuloza, hemiceluloza, lignina si extractive. Este foarte anizotrop datorita, in principal, celulelor cu forme alungite si a structurii orientate a peretilor celulelor.
Proprietatile mecanice ale lemnului sunt determinate, in primul rand, de compozitia sa structurala. Ca produs natural, lemnul are mari abateri in ceea ce priveste aceste proprietati, nu numai intre diferitele specii, dar si in cadrul aceleiasi specii.
Omogenitatea proprietatilor mecanice ale lemnului natural poate fi realizata prin taierea lui in bucati si recompunerea in panouri, grinzi din lemn lamelat incleiat sau alte elemente stratificate pe baza de lemn. Lemnul lamelat incleiat prezinta aceleasi caracteristici anizotrope ca si lemnul masiv, cu cresteri semnificative ale proprietatilor mecanice, datorita reducerii defectelor, prin sortarea prealabila a materialului.
Proprietatile finale ale elementelor lipite, obtinute din materiale pe baza de lemn, pot fi controlate prin modificarea proprietatilor constituentilor si ale formei si modului de asamblare / imbinare.
Alegerea adezivului folosit la imbinare are o mare importanta. Factorii care trebuie luati in considerare la alegerea unui adeziv pentru lemn includ comportamentul la expunerea la mediu, durabilitatea, usurinta de utilizare in timpul productiei. Majoritatea producatorilor de lemn lamelat incleiat, inclusiv Glulam S.A., folosesc adezivi de tip MUF (melamino-ureo-formaldehidici), care s-au dovedit a fi cei mai rezistenti, in cele mai variate medii de utilizare.
Rezistenta la actiuni chimice
In comparatie cu alte materiale, cum ar fi otelul, lemnul are o rezistenta remarcabila la efectele actiunilor chimice. Deteriorarea sau distrugerea acestuia, pornind de la suprafata, ca urmare a interactiunii fizice si chimice, se numeste coroziune. Trebuie mentionat faptul ca mediile agresive ataca in special hemiceluloza si celuloza, iar nu lignina. Din acest motiv, cheresteaua din conifere, cu procentajul sau ridicat de lignina, afiseaza, in general, o rezistenta la coroziune mai mare decat cheresteaua de foioase.
Fenomenele de coroziune sunt, in mare parte, asociate cu o culoare maro sau neagra a lemnului, care se extinde de la zonele marginale la sectiunile centrale. Toate aceste efecte depind de agresivitatea chimica si de perioada de expunere. Modul de distrugere este similar cu comportamentul lemnului sub influenta focului. Scaderea rezistentei se inregistreaza, in adancime, numai in primii 10 – 20 mm, in timp ce, pentru restul sectiunii, proprietatile fizice raman neschimbate. La proiectarea structurilor din lemn se iau in considerare aceste efecte si se contrabalanseaza prin cresterea sectiunii transversale.
Lemnul este foarte rezistent la acizi si la solutii saline
Mediile alcaline duc mai rapid la distrugerea lemnului si a liniilor de adeziv, daca sunt insotite de temperaturi ridicate. La un pH cuprins intre 3 si 10, in urma testelor realizate, se poate concluziona ca nu apar degradari ale elementelor de lemn, insa diferitele tipuri de lemn reactioneaza diferit iar timpul de expunere si temperatura joaca cel mai important rol.
Pentru o perioada scurta de timp, expunerea la medii cu valori mai mari sau mai mici ale pH-ului, decat cele de mai sus, nu va cauza niciun prejudiciu, dar expunerea prelungita, combinata cu temperaturile ridicate (peste 1500 C), accelereaza viteza de distrugere.
Influenta gazelor agresive
Amoniacul si formaldehida (unele dintre cele mai corozive gaze intalnite in mediile industriale), nu au efecte negative asupra lemnului, fie el masiv sau lamelat incleiat. Dioxidul de sulf provoaca un prejudiciu cert numai in combinatie cu temperaturi ridicate si continut ridicat de umiditate.
Pentru a determina caracteristicile reale ale rezistentei la actiuni chimice este necesar sa se efectueze teste. Astfel de teste se fac in mod normal in doua etape: in primul rand folosind bucati mici de lemn, expuse la atacuri foarte concentrate, in scopul de a obtine afirmatii calitative, si mai apoi, cu testele la scara reala pentru a cuantifica aceste valori. Aceasta metoda are o importanta deosebita pentru produsele din cherestea lipita si materialele pe baza de lemn, caz in care alegerea adezivului este semnificativa pentru cresterea rezistentei la actiunile chimice.
Bucati din lemn lamelat au fost tratate cu acid sulfuric foarte concentrat pentru a masura efectul sau asupra lemnului si pentru a determina cel mai potrivit tip de adeziv. Din aceste teste s-a constatat ca numai adezivii pe baza de formaldehida (MUF) satisfac aceasta cerinta. La elementele imbinate cu astfel de adezivi nu au fost semnalate deteriorari ale liniilor de adeziv.
O forma speciala de actiune chimica poate avea loc in cazul lemnului aflat in contact direct cu metalele, de exemplu, cu elementele de fixare mecanice. In functie de tipul de lemn si continutul de umiditate, coroziunea suprafetei metalului duce la colorarea lemnului si schimba, de asemenea, proprietatile sale mecanice. Fierul, atunci cand este in contact cu lemnul cu continut ridicat de acid tanic, cum ar fi stejarul, produce o culoare neagra. Rezistenta la tractiune scade, cu cat durata contactului este mai lunga, iar rezistenta la compresiune nu este afectata.
Pe zonele mici de contact atacul se produce foarte lent si este limitat. Conexiunile metalice la grinzile cu zabrele din grajduri sau cladiri similare trebuie protejate la coroziune. In astfel de cazuri, partile metalice trebuie sa fie galvanizate sau acoperite cu material plastic.
Un efect secundar al coroziunii apare in cazul in care produsele de descompunere de coroziune sunt spalate cu apa sau alte lichide. Consecintele sunt urme de culoare inchisa pe alte parti ale lemnului, care pot fi inestetice.
In cele mai multe cazuri in care lemnul este expus la actiuni chimice, nu sunt necesare masuri speciale de conservare, deoarece rezistenta naturala este adecvata. De fapt, este mai bine daca suprafetele grinzilor de lemn nu sunt acoperite cu produse de conservare a lemnului, deoarece vopseaua face santuri in care este facilitata sedimentarea substantelor chimice agresive.
Exemple de proiecte
Constructii industriale – reconstructia unei fabrici de acumulatori
Elementele masive din lemn stratificat au fost folosite pentru a rezista atacului vaporilor de acid sulfuric, si pentru a garanta durabilitatea structurii cel putin douazeci de ani. Testele au determinat gradul de slabire a rezistentei pentru perioada avuta in vedere si au constituit baza de calcul a sectiunii transversale.
Testele au fost efectuate in doua etape. Prima a fost alegerea adezivului potrivit cu testele la scara mica, iar a doua a fost observarea comportamentului unei grinzi incleiate cu acest adeziv, in conditiile de functionare din fabrica, pe o perioada de mai multe saptamani.
Acoperisul unui depozit central al unei firme de produse lactate, de asemenea, a fost construit din lemn lamelat incleiat, fiind capabil sa reziste la acidul lactic eliberat in timpul fermentarii mai bine decat alte materiale, de exemplu otelul.
Silozuri – depozite de sare
Pentru a rezolva problemele de coroziune care apar in timpul depozitarii sarii pentru deszapezirea drumurilor in depozite sau silozuri, multe astfel de cladiri au fost construite din lemn stratificat lipit. Componente metalice au fost, in general, din otel inoxidabil.
Patinoare
In timpul producerii, pe cale artificiala, de gheata proaspata, se elimina vapori de amoniac. Acestia sunt puternic corozivi, aparand, in plus, si fenomenul de condens. Pentru a rezista la acesti factori, acoperisul celor mai multe patinoare construite in ultimele decenii a fost realizat din lemn lamelat incleiat, cu conectori din otel inoxidabil.
Centre balneare
Acoperisul unui centru balnear – SPA termal, care este expus vaporilor termali, a fost construit din lemn lamelat incleiat. Grinzile din lemn utilizate au fost realizate folosind adezivi rezistenti la apa si la temperaturi inalte (MUF). Conexiunile metalice au fost protejate impotriva coroziunii rezultate din cauza vaporilor / gazelor emise de izvoarele termale.
Concluzii
Lemnul ofera o rezistenta mare impotriva mediilor agresive si poate fi folosit cu succes in astfel de conditii. Costurile de intretinere pentru structurile din beton si otel expuse in medii agresive sunt mult mai mari decat pentru structurile din lemn. Structurile din otel au nevoie de un strat de protectie la coroziune care trebuie reinnoit, iar cladirile din beton necesita o permanenta supraveghere a suprafetei finite din beton, in scopul de a detecta fisuri care pot duce la coroziunea barelor de armare.
Glulam-ul are nevoie de foarte putina intretinere, in majoritatea mediilor agresive, iar elementele de fixare din otel inoxidabil sau galvanizate termic, pentru protectia impotriva coroziunii, vor fi verificate la intervale regulate.
Contact:
Str. Cezar Ivanescu (incinta Sagricom) Loc. Ulmi, Jud. Dambovita – 137455
Mobil: 0784-294.015; Tel.: 0245-222.120; Fax: 0245-220.002
Autor:
ing. Mihai Motoc, director executiv GLULAM SA
…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 100 – ianuarie-februarie 2014, pag. 64
Daca v-a placut articolul de mai sus
abonati-va aici la newsletter-ul Revistei Constructiilor
pentru a primi, prin email, informatii de actualitate din aceeasi categorie!
Lasă un răspuns