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