Trajnost drva

Na drvo prilikom uporabe utječe niz biotičkih i abiotičkih čimbenika. Intenzivnost njihovog djelovanja ovisi o mjestu ugradnje pa je stoga trajnost odnosno uporabljivost drva ovisna o razredu njegove ugroženosti. I kemijski sastav raznih vrsta drva snažno utječe i na vrijeme njihove uporabe; zato u pojedinim razredima ugroženosti koristimo samo odabrane vrste. Manje otporno drvo možemo pomoću postupaka impregnacije izložiti i zahtjevnijim uvjetima uporabe.

Različiti čimbenici utječu već i na prvobitnu građu drva i tako povećavaju ili smanjuju mogućnosti njegove uporabe. Jezgreni dio kod mnogih vrsta (hrast) držimo kvalitetnijim od bijeloga dijela, budući da je trajniji, stabilniji po dimenzijama, većinom zanimljivijeg izgleda, a usto još i tehnološki iskoristiviji.

Međutim, nemaju sve vrste drva jezgreni dio sa tako prikladnim osobinama. Naprotiv, neugodna obojenja koja izazivaju ili uzrokuju biološka okuženja prvo utječu upravo na smanjenje estetske vrijednosti drva. U povoljnim uvjetima ona mogu i vrlo brzo toliko narasti, da se počinju bitno mijenjati – prije svega u smjeru lošije kakvoće fizikalnih i mehaničkih svojstava drva, tako da time drvo počinje gubiti na vrijednosti, naročito u tehnološkom smislu.

Na drvene proizvode više ili manje intenzivno djeluju vanjski čimbenici, koji ograničavaju njihovu trajnu uporabu. Zbog svog biološkog podrijetla drvo je posebno osjetljivo na biotičke čimbenike, među kojima su najopasnije gljive i nametnici, mada ne smijemo zanemariti niti bakterije i morske štetočine. Kada se govori o abiotičkim čimbenicima, prvo pomišljamo na vremenske uvjete, premda na drvo utječu i razna oštećenja, mehanička opterećenja, kemijska sredstva itd., a ni vatra mu baš nije previše »prijateljski« naklonjena (tabela 1).

Otpornost raznih vrsta drva na abiotičke čimbenike posebno se pokazuje prilikom izlaganja utjecaju sunčeve svjetlosti (UV-zrake) i djelovanja vremenskih prilika. Kao prvi znak pokazuje se promjena boje i površinska erozija – drvo će posivjeti. Promjena boje je pritom vrlo intenzivna u prvoj godini uporabe, dok su daljnje promjene s estetskog stanovišta zanemarive. Djelovanje erozije vidjet će se nakon stotinjak godina, i to do dubine od 6 do 8 milimetara. Prodiranje UV-zračenja u drvo nije duboko, a najveći je učinak – razgradnja lignina. Budući da on djeluje kao vezivna tvar, njegovom se razgradnjom smanjuje i konzistentnost tkiva drveta, radi čega može doći do trganja ili ispiranja celuloznih vlakana s površine. Višestruka i neposredna izloženost vremenskim utjecajima (naročito padalinama) pospješuje raspadanje. No, veća su opasnost raspukline, preko kojih se obojenja i biotička okuženja drva brže šire.

korak208.inddTabela 1: Biotički i abiotički čimbenici koji ugrožavaju drvo

Na svježem drvu se često pojavljuju bakterijska i gljivična okuženja, koja mogu obojiti njegovu površinu; tako na početku predstavljaju tek estetski problem. No, lošiji izgled mogli bismo pripisati i znakovima nepravilnog rukovanja drvom. Okuženje uslijed pojave gljiva može se raširiti pa će tada utjecati i na smanjenje njegove čvrstoće, što će – naravno – također ograničiti uporabljivost drva. Gljive prodiru u drvo i izlučuju enzime, a zbog njih se razlažu ekstraktivne tvari parenhimskih stanica u bijelom dijelu drva (bjelančevine, škrob, šećeri), lignin ili celuloza. Najbrže se šire po parenhimu, i to u za njih povoljnim okolnostima; tada je brzina širenja i po više milimetara na dan (bijeli dio borovine će postati modar). Ako gljive rastaču lignin, okuženi dio drveta obojit će se bijelom bojom, dok će se ostatak moći trgati u malim snopovima vlakana (bijela trulež). Kod smeđe ili prizmatične truleži gljive napadaju celulozu i polioze, dok se lignin drobi u prizmatične komadiće. I kod bijele, i kod smeđe truleži drvo je već toliko razgrađeno da nikakva zaštita više nema smisla.

Gljive se najbrže šire po stanicama uzduž drvenih vlakana, a u radijalnom smjeru po parenhimskim stanicama srži te u prostoru preko dodirnih točaka susjednih stanica dovode do razgradnje staničnih stijenki. Gljive se najbolje razvijaju na temperaturi od 22 do 27 stupnjeva Celziusa te uz 30- do 60-postotnu vlažnost drva. Održavanje drva kod niskih (manje od 5 stupnjeva Celziusa) ili visokih (više od 40 stupnjeva Celziusa) temperatura i osiguravanje niske (manje od 22 posto) ili visoke vlažnosti drva (više od 60 stupnjeva) zapravo je najprirodnija zaštita drva.

Zbog široke uporabe drva, i njegova je ugroženost od rastakanja vrlo raznolika. Prema načinu i mjestu uporabe proizvode dijelimo u pet razreda (SIST EN 335; HRN EN 335; tabela 2).

Najniži stupanj ugroženosti (prvi razred) znači da je drvo izloženo kolebljivim klimatskim uvjetima, kakvi su uobičajeni u boravišnim prostorima. Vlažnost drva je u takvom slučaju dovoljno niska da biološka ugroženost bude beznačajna. Drvo je otporno i na nametnike, a među abiotičkim čimbenicima su mehanička habanja te mogući učinci nepravilnog i nepredvidivog ponašanja ljudi.

U drugi razred ugroženosti ubraja se drvo (u cijelosti ili djelomično) koje je povremeno izloženo visokoj relativnoj vlažnosti zraka (90 posto). Vlažnost drva može narasti i iznad granice biološke otpornosti (više od 20 posto), što omogućava razvijanje gljiva. Na dekorativnim drvenim površinama je neugodan već i razvitak plijesni ili gljivična obojenost (najčešće se radi o gljivi zvanoj modrika). Konstrukcijski drveni elementi nisu u neposrednom dodiru sa tlom.

U trećem razredu ugroženosti vlažnost drva često premašuje granicu biološke otpornosti pa stoga u ugodnim temperaturnim uvjetima postoji velika opasnost od biološke okuženosti nametnicima i modrikom, a to je ujedno i povoljna okolina za razvitak gljiva koje izazivaju rastakanje drva. Drvo je neposredno izloženo padavinama pa se stoga iz njega ispiru  zaštitna sredstva.

Četvrtom razredu ugroženosti pripada ono drvo koje je u neprestanom dodiru sa vodom ili nekom drugom vlažnom podlogom (zemljom) pa se njegova vlažnost stalno kreće iznad 20 posto. Biološka okuženja drva nametnicima, gljivama koje izazivaju obojenja i gljivama koje ga rastaču su stalna, a jednako tako i ispiranje zaštitnih sredstava.

Ugroženost drva je najveća u petom razredu, što znači da je drvo stalno izloženo djelovanju morske vode.

korak208.inddTabela 2: Razredi ugroženosti s obzirom na mjesto uporabe, vlažnost drva i mogućnosti bioloških okuženja nametnicima ili gljivama (po SIST EN 335-2; HRN EN 335-2)

Naravno, razne vrste drva imaju različitu otpornost prema štetnim vanjskim čimbenicima pa zato, s obzirom na mjesto buduće uporabe, odabiremo među onim vrstama drva koje jesu otporne, i to na odgovarajući način. Za uporabu u prvom razredu ugroženosti je – uz odgovarajuću suhoću – prikladna svaka vrsta drva, dok se kod rastućih stupnjeva naš izbor sužava. Prirodna otpornost vrste drva ovisna je prije svega o toksičnosti ekstraktivnih tvari u jezgrenom dijelu drveta. Bijeli dio je kod većine vrsta uporabljiv tek vrlo ograničeno pa se prilikom ocjenjivanja prirodne otpornosti ocjenjuje samo jezgreni dio, odnosno bijeli su dijelovi kod svih vrsta uvršteni u razred najmanje otpornosti. Vrste drva dijele se na pet razreda otpornosti prema gljivama koje rastaču drvo (vrlo otporne, otporne, umjereno otporne, slabo otporne, neotporne), u dva razreda otpornosti na kukce (D – otporne, S – neotporne) i u tri razreda otpornosti na termite (D – otporne, M – umjereno otporne, S – neotporne – vidi tabelu 3).

korak208.inddTabela 3: Podjela značajnijih vrsta drva prema prirodnoj otpornosti (po SIST EN 350-2; HRN EN 350-2)

Na prirodnu otpornost drva utječu:

– struktura drva (rano – kasno drvo);
– ekstraktivne tvari, koje djeluju na obojenja odnosno oksidaciju i reakciju sa površinskim premazima; smole i ulja koja odbijaju vodu; ekstraktivi u staničnim stijenkama, koji povećavaju dimenzijsku stabilnost;
– vlažnost drva;
– hrapavost površine;
– čvorovi i druge nepravilnosti prilikom rasta.

Pri uporabi drva koje je u višestrukom dodiru sa vodom ili zemljom, važne osobine su otpornost na biološku razgradnju, manje kapilarno upijanje vode i veća stabilnost dimenzija (tabela 4).

O zaštiti drva prilikom njegove vanjske uporabe, a time i o produženju trajnosti drvenih proizvoda brinemo tako, da uklanjamo neugodne učinke. Odgovarajućim prirodnim postupcima možemo spriječiti ili barem usporiti propadanje drva. Vrlo je važan i stav okoline prema prirodnoj zaštiti drva. Za dugotrajnu uporabu drvenih proizvoda i održavanje njihovih estetskih vrijednosti važni su: pravilan izbor drva, njegova kakvoća, dobro oblikovanje proizvoda, pravilna konstrukcija, dobra površinska obrada i odgovarajuća zaštita te odgovarajuće održavanje.

korak208.inddTabela 4: Prikladnost uporabe drva s obzirom na razred ugroženosti

Najvažnije mjere za dobru zaštitu drvenih proizvoda u uporabi:
– osušiti drvo na primjerenu vlažnost (od 7 do 16 posto);
– u vlažnim prostorima održavati vlažnost drva ispod 20 posto;
– spriječiti neposredan utjecaj padalina;
– omogućiti da se izloženo drvo što brže opet osuši;
– površinski zaštititi drvo;
– kemijski zaštititi drvo impregniranjem;
– koristiti trajnije vrste drva.

Drvo možemo zaštititi već u šumi, odmah nakon sječe, kao i u skladištima i pilanama gdje se suši i obrađuje. Postupci zaštite drva su:
– biološki i biotehnički;
– fizički (treba spriječiti djelovanja negativnih čimbenika neposredno na drvo);
– kemijski (tehnološki postupci s uvođenjem zaštitnih sredstava u drvo);
– odgovarajuća konstrukcijska rješenja (dobro prozračivanje kako bi se navlaženo drvo što brže osušilo, manji poprečni prerezi, odgovarajuća zaštita čeonih površina).

Trajniju uporabu drva najučinkovitije osiguravamo obradom drva odgovarajućim kemijskim sredstvima – biocidima, koje unosimo u drvo. Na negativne utjecaje kemijskih sredstava na okoliš moramo paziti već prilikom proizvodnje zaštitnih sredstava te kod postupaka zaštite drva, uporabe zaštićenog drva i odlaganja otpadnog, kemijski zaštićenog drva.

korak208.inddTabela 5: Učinkovitost i mogućnost impregniranja raznih vrsta drva

Kemijska zaštitna sredstva moraju ispunjavati sljedeće zahtjeve:
– na štetočine koji napadaju drvo trebaju djelovati učinkovito već i u malim količinama, dok istodobno ne smije imati toksične utjecaje na ljude, životinje i okolinu;
– kemijski su stabilna, bez snažnog mirisa, i djeluju dugotrajno;
– u drvo moraju prodirati u dostatnim količinama i dovoljno duboko, a u samom drvu trebaju se još i ravnomjerno rasporediti;
– ne smiju oštećivati ili obojiti metale, staklo, keramiku, ambalažu;
– ne smiju povećavati zapaljivost drva;
– uporaba mora biti jednostavna i osiguravati daljnju površinsku obradu tako da se drva suše bez ostataka na površini i ne uzrokuju rošenje;
– uporaba mora biti ekonomski opravdana;
– mora biti osigurano i ekološko uništavanje otpadnog i odsluženog zaštićenog drva, i to bez negativnih posrednih učinaka na okoliš.

Učinkovitost kemijske zaštite drva ovisi i o propusnosti vrste drva, jer je samo tako moguće i dubinsko impregniranje (tabela 5).

izv. prof. dr. Željko Gorišek, dipl. ing. drvne ind.

PODIJELI