Rezystograf oporowy- historia jednego pomiaru

Pomiary rezystografem oporowym stają się coraz bardziej popularne. Badanie stanu zrębu stało się szybkie, łatwe i niskobudżetowe.  Natychmiastowy wynik pomiaru oraz bezsporny wynik badania to atuty przemawiające za stosowaniem rezystografów w przypadku konserwacji zabytków.
Oto zapis pomiarów stanu zachowanie drewna w Skansenie w Kolbuszowej.

Karol Kopeć

Przygotowanie urządzenia do pomiaru

Papier na miejscu. Można zamykać klapę ochronną.

Pomiar stanu podwaliny.

Wiertło.

Pomiar trwa minutę więc nie jest uciążliwy.

Polska oszczędność. Przy odwiertach próbnych wykorzystuje się papier na obie strony. 

Sprawdzeniu podlegają miejsca szczególnie narażone na atak czynników biologicznej destrukcji drewna. 

Rezystograf oporowy - co to jest?

Badanie rezystografem oporowym jest dziedziną dopiero raczkującą w Polsce. Niewielka ilość aparatów
 znajdujących się głównie na wyposażeniu uczelni akademickich nie sprzyją popularyzacji tej metody badawczej.
Rezystograf jest urządzeniem zastępującym świder Presslera w przypadku badań stanu drewna. Każdy, kto używał świdra, wie jaka to ciężka i niewdzięczna praca. Stosując rezystograf uzyskujemy kilku krotne zmniejszenie czasu wykonania badania oraz natychmiastowy wynik w postaci wykresu w skali 1:1. Na podstawie wykresów możemy wykonać jednoznaczną i niepodważalną opinię odnośnie stanu badanego drewna. Szczególnie przy badaniu drewna zaatakowanego przez grzyby odwiert świdrem Pressler’a daje często zamglone wyniki, dlatego że trudno jest określić grubości warstw zgnilizny poprzeplatanej drewnem zdrowym. Dodatkowym atutem przemawiającym za zastosowaniem rezystografu jest średnica wiertła, a co za tym idzie otworu pozostałego po dokonaniu badania. W przypadku świdrów otwór ma średnicę około 5 - 8 mm , a w przypadku rezystografu otwór ma średnicę 3 mm. Jest to znaczna różnica tak wpływająca na właściwości mechaniczne badanego drewna jak i na jego estetykę.
Karol Kopeć

Świder Pressler'a           

Kontrola stanu drewnianych placów zabaw - rezystograf.

Przeprowadzamy kontrole stanu drewna wkopanego w ziemię przy pomocy rezystografu oporowego. Najczęściej są to słupy telekomunikacyjne i energetyczne, krzyże drewniane, place zabaw dla dzieci, reklamy i ogrodzenia. Badaniu podlega obszar drewna na styku powietrza i ziemi. W tym miejscu występuje przyspieszona degradacja drewna w warunkach działania czynników atmosferycznych. Często drewno nie wykazuje zewnętrznych oznak zniszczenia  ( impregnacja ) jednak wewnątrz zazwyczaj jest zaatakowane przez grzyby. Badanie dokumentowane jest opinią o stanie drewna i zapisanymi wynikami z odwiertów.
Karol Kopeć

Widoczne uszkodzenie tkanki drzewnej i ślady działania grzybów niszczących drewno

na styki powietrze - ziemia . 

Drewniane słupy wkopane w ziemię ulegają szybkiej degradacji. Pomimo impregnacji ciśnieniowej i innych zabiegów, drewno ulega czynnikom niszczącym, działającym na styku powietrze - ziemia.

Owocniki grzyba na słupie drewnianym

Nietypowe zastosowanie rezystografu

W USA stosuje się rezystografy do szacowania jakości drzew rosnących pod kątem pozyskania drewna.
Na University of Missouri prowadzono prace badawcze na temat zastosowania rezystografu oporowego do oszacowania szkód powstałych na wskutek pożarów oraz występowania zgnilizny pnia.
Wyniki badań są obiecujące, a metoda zalecana jest do oceny jakości drewna pozyskiwanego z danego obszaru lasu.

Karol Kopeć

Widok wykresu oporu skrawania oraz przekrój badanej próbki drewna dębu  - Quercus alba . Widoczna jest korelacja wykresu ze stanem faktycznym.
Foto. The Missouri Department of Conservation
West Plains Office

Badanie stanu drewna rezystografem oporowym

Badanie stanu drewna przy pomocy rezystografu oporowego jest szybkie, tanie i dokładne. Ale czy jest konkurencyjne do świdra Presslera ?
1. Czas potrzeby na wykonanie pomiaru. W zależności od gatunku drewna oraz stopnia zniszczenia tkanki, czas wykonania odwiertu świdrem może być nawet dwukrotnie większy niż przy zastosowaniu rezystografu.
2. Dokładność pomiaru. Tkanka drzewna uzyskana poprzez wiercenie świdrem nie daje nam dokładnego obrazu zmian zachodzących w badanym elemencie. Wykres uzyskany z rezystografu jednoznacznie ukazuje nam stan drewna.
3. Szkody wyrządzone pomiarem. Średnica  otworu powstałego na wskutek wykonania pomiaru świdrem wynosi od 7 do 12 mm. Średnica otworu powstałego na wskutek wykonania pomiaru rezystografem oporowym wynosi od 1,4 do 3 mm. Widać , że różnica jest znaczna.

Problem pojawia się przy konieczności powtarzania pomiarów - mosty, słupy , stropy, place zabaw itd. W przypadku świdra Plesslera, suma tak dużych otworów może w znaczący sposób osłabić element. Pisał o tym między innymi prof. L. Ferreira i prof. K. Wilkinson z Australii.
Tak wiec rezystograf jest wg mnie najlepszą metodą z tz. metod SDE czyli metod mało niszczących, co potwierdzone jest na świecie przez wielu znanych naukowców. Poza tym , metoda pomiaru rezystografem zalecana jest w w wielu krajach jako podstawowa i zastępuje stare metody inspekcji oparte na np. wierceniu otworów wiertarką.
Karol Kopeć

Pomiar stanu drewna starymi metodami. foto : Energy Australia 2006

Jak sprawdzić stan posadowienia belki stropowej w murze

Jak wiadomo, najczęstszym przypadkiem wymiany belków stropowych jest uszkodzenie zakończeń posadowionych w murze. Brak przewiewu i podwyższona wilgotność murów znakomicie przyczynia się do rozwoju grzybów w drewnie.
Jak sprawdzić stan końców belek bez zniszczenia tynków lub drewna?
Możemy to zrobić w prosty i tani sposób używając rezystografu oporowego z przystawką 45'.
Po wykonaniu badania pozostaje jedynie otwór o średnicy 3 mm, co z perspektywy normalnego użytkowania, jest zupełnie niewidoczne. Pomiar trwa kilka minut a wynik można omówić na miejscu.
Poza tym uszkodzenie polichromii jest znikome .

Karol Kopeć

Belki polichromowane posadowione w murze.

Belki bez polichromii zamocowane w murze.
Mur dodatkowo osłonięty płytą GK.

Pomiary rezystografem oporowym.

Wiele razy spotykam się z twierdzeniem, iż więźba jest w idealnym stanie. Świadczyć ma o tym badanie Pilodynem lub niedawna inspekcja . Niestety, to co na pozór wygląda dobrze, nie zawsze jest w stanie idealnym.
Dotyczy to tak drewna zabytkowego, jak i elementów nowych.
Oto kilka przykładów odkrycia ukrytych zniszczeń drewna konstrukcyjnego.

Przykład nr 1. Krokiew wymieniona podczas remontu w 2001 roku. Stan w 2009, Na pozór wszystko OK.
Proszę spojrzeć na wykres. Jest tylko skorupa z drewna zdrowego a w środku całkowita zgnilizna. Praktycznie zero  oporu wiertła.

Kolor czerwony - kierunek pomiaru.
Kolor brązowy - zgnilizna.
Kolor biały - otwór pozostały po badaniu

Karol Kopeć

Jak widać z powyższych zdjęć, stan powierzchniowy krokwi jest idealny i nie budzi żadnych zastrzeżeń .

Przykład nr 2.

Belka stropowa. Badanie pilodynem nie wykazało problemu. Badanie rezystografem odsłoniło prawdziwy stan belki. Jak widać na załączonym zdjęciu, stan belki jest tragiczny.

Przykład nr 3. 

Kondycja słupa pomiędzy oknami . Opis chyba zbyteczny.

Parkiet na ślepej podłodze. Sprawdzanie stanu techniznego.

Nowe technologie diagnozowania degradacji podłoża parkietów zabytkowych.

Pomimo długiego upływu czasu i przejścia zawieruchy wojennej, jeszcze w wielu miejscach Polski spotkać można parkiety mocowane „na gwóźdź” na ślepych podłogach. Większość podłóg z okresu międzywojennego oraz wczesnych lat powojennych wykonywanych była właśnie w tej technologii. Ceny cementu i usług z tym związanych były wyższe niż koszty montażu prostej przecież konstrukcji legarów. Na pierwszej kondygnacji zwykle legary układano na słupkach ceglanych lub kamiennych posadowionych na podsypce z piasku. Sam zamysł konstrukcyjny był doskonały. Podłoga na legarach z prześwitem była wentylowana. Do tego celu służyły otwory w ścianach budynku. Wentylacja przestrzeni pod podłogą zapewniała tanią i pewną ochronę przeciwko grzybom domowym, gdyż jak wiadomo grzyby nie lubią przeciągów. Spotyka się także konstrukcje, z wentylacją grawitacyjną , gdzie nawiew jest usytuowany w ścianie budynku, wywiew znajduje się nad listwą przypodłogową lub był specjalny, osobny komin wentylacyjny. Poza tym ślepa podłoga mogła być wykonana z desek gorszej jakości, co obniżało koszt montażu. . Klepka parkietowa, układana zwykle w jodełkę, przybijana była bezpośrednio do ślepej podłogi. Pomiędzy klepką a ślepą podłogą stosowano przekładkę z tektury, papieru pakowego lub starych gazet. Warstwa ta miała na celu zahamować przedostawanie się kurzu spod podłogi oraz w pewnym stopniu zapobiegać zgrzytaniu klepek w czasie chodzenia po podłodze. Taka konstrukcja zapewnia bezproblemowe użytkowanie podłóg w długim okresie czasu. Problemy zaczynają się z chwilą wykonania przez mieszkańców swoistych „termomodernizacji” budynków. Zwykle zaczyna się od zamurowania lub zapiankowania otworów nawiewowych. Na efekty nie trzeba zwykle długo czekać. Brak przewiewu i w miarę wysoka wilgotność legarów sprzyja atakom grzybów domowych. Trzeba pamiętać, iż podsypki najczęściej nie miały izolacji poziomej i wilgoć z gruntu może swobodnie migrować w przestrzeń pomiędzy podsypką a podłogą. Oczywiście legary zwykle leżą na przekładkach z papy, ale jak wygląda papa po 80 latach lepiej nie mówić. Objawem porażenia legarów przez grzyby jest kołysanie się podłogi lub wręcz zapadanie się podłogi pod naciskiem stojących na niej mebli. Najczęściej tego typu zniszczenia występują w rogach pomieszczenia.

fot.1.Otwór pozostały po badaniu rezystografem.

fot.2.Typowy wykres badania stanu legarów i ślepej

         podłogi.

fot.3.Strefy osłabienia substancji drzewnej w legarze.

fot.4.Wyraźnie puste przestrzenie pomiędzy klepką parkietową a  ślepą podłogą oraz pomiędzy ślepą podłogą a legarem.

Najgroźniejszym z powszechnie spotykanych grzybów domowych jest grzyb domowy właściwy ( Serpula lacrymans ) . To prawdziwy mistrz dewastacji drewna a niewentylowane podłogi są dla niego idealnym środowiskiem do szybkiego rozwoju. Wg literatury i własnych obserwacji, grzyb ten potrafi w ciągu ½ roku zniszczyć połowę masy zaatakowanego drewna. Nie trzeba nikogo przekonywać, iż wiąże się to z utratą prawidłowych parametrów wytrzymałości legarów na zginanie i zgniatanie. Poza tym grzyb domowy właściwy rozwija się w drewnie o wilgotności poniżej 20%, a po odcięciu źródła zawilgocenia, sam potrafi zapewnić sobie odpowiednią ilość wody. Następne w kolejności ze względu na szybkość i zakres ataku są grzyby : piwniczny ( Coniophora puteana ), domowy biały ( Poria vaporaria ), oraz kopalniany ( Paxillus panoides ). Grzyby te powodują znaczną degradacje drewna w krótkim czasie, ale są wrażliwe na spadek wilgotności drewna. Przykładowo optymalna wilgotność drewna potrzebna do prawidłowego rozwoju grzyba piwnicznego wynosi 50 – 60 %. Jak z nimi walczyć ? Jest oczywiście wiele metod prewencji i zwalczania grzybów domowych. Najlepsza formą jest niedopuszczanie do wystąpienia zawilgoceń, a co za tym idzie do rozwoju grzybów. Służy do tego między innymi sprawna wentylacja podłóg . Od niedawna do zwalczania grzybów stosowane jest także ozonowanie. Zabieg polega na kilkudniowym działaniem ozonu na przestrzeń pomiędzy podsypka a ślepą podłogą. Zaletą tej metody jest wysoka skuteczność zwalczania tak grzybów, jak i zarodników grzybów pleśniowych, roztoczy oraz bakterii. Niska szkodliwość dla ludzi i stosunkowa łatwość aplikacji jest jednym z atutów tej metody. Innym środkiem zapobiegawczym, stosowanym przy okazji remontów, jest impregnacja drewna środkami grzybobójczymi. W takim przypadku należy jednak pamiętać o dwóch zasadniczych problemach. Po pierwsze środki grzybobójcze wnikają w drewno jedynie na niewielką głębokość drewna bielu. Po drugie wszelkie powierzchnie czołowe oraz złącza często pomijane są przy impregnacji. Jadąc koło nowego osiedla często widzimy elementy więźby dachowej impregnowanej barwionymi środkami chemicznymi, ale po przycięciu na wymiar, nikomu już się nie chce zabezpieczyć końców. Widoczne z daleka białe czoła krokwi są tego najlepszym świadectwem. Dlatego pomimo zabezpieczenia powierzchniowego, grzyby doskonale rozwijają się wewnątrz elementów. Co jednak zrobić w przypadku wystąpienia porażenia przez grzyby? Po pierwsze, należy zacząć od udrożnienia zatkanych wcześniej otworów wentylacyjnych. Następnie należy zdemontować parkiet oraz ślepą podłogę. Po wymianie legarów, należy zamontować nową ślepą podłogę i przybić stare klepki parkietu. W ostatnich latach pojawiły się urządzenia pomiarowe pozwalające na badanie stanu drewna zabytkowego i konstrukcyjnego. Rezystografy, bo o nich będzie mowa w dalszej części artykułu, znakomicie nadają się także do badania stanu legarów bez rozbierania całej podłogi. Jak wiadomo, podłogi z klepki układanej 80 lat temu, miały inny poziom wilgotności początkowej, dostosowany do ogrzewania piecami ceramicznymi. W obecnej chwili większość z tych podłóg ogrzewana jest systemami centralnymi, co powoduje znaczne przesuszenie drewna. Owocuje to powstawaniem szpar pomiędzy klepkami o szerokości nawet do 3 mm. I to jest wbrew pozorom zjawisko sprzyjające zastosowaniu rezystografu, gdyż po badaniu nim pozostaje otwór o średnicy 3 mm. Pomiar stanu drewna polega na pomiarze oporu skrawania wiertła rezystografu. Wartość sił oporu skrawania zapisywana jest na papierze w postaci wykresu w skali 1:1, przypominającego nieco elektrokardiogram. jest prawie niewidoczny. Czym siła oporu skrawania jest większa, tym większa jest jakość i kondycja badanego drewna. Sam pomiar trwa około 1 minuty, tak że w godzinę możemy mieć już pełny obraz stanu legarów. Przed badaniem należy zlokalizować legary i tu mamy kilka możliwości. Możemy wywiercić wiertarką szereg otworów o średnicy 1 – 2 mm i głębokości około 5 cm. Zwykle to wystarcza, aby przewiercić się przez parkiet i ślepą podłogę. Następnie wkładamy drut w wywiercone otwory. W miejscach, gdzie napotkamy opór, znajdują się poszukiwane legary. Możemy pomierzyć rozstaw i oznaczyć go na reszcie podłogi. Spotkałem się także z metodą wiercenia wiertłem na tz. lewych obrotach. Jest to metoda wymagająca trochę większego obycia z elektronarzędziami, ale równie skuteczna. Można też wykonać odwierty sondujące rezystografem. Uzyskamy w ten sposób dokładny pomiar grubości tak klepki parkietowej jak i ślepej podłogi . Co więcej możemy z wykresu odczytać grubość szczeliny pomiędzy parkietem a ślepą podłogą. Dodatkowo dobrze jest obejrzeć słupki ceglane przed badaniem legarów. Do tego celu używa się wziernika z ekranem lub kamery internetowej. Poprzez otwory wentylacyjne bez problemu można włożyć źródło światła oraz wziernik. W szczególnych przypadkach niestety zachodzi konieczność oderwania listwy przyściennej i usunięcia jednej lub kilku klepek. Następnie przez wywiercony w ślepej podłodze otwór możemy wprowadzić pod podłogę świetlówkę oraz wziernik. Czasami na wskutek zmian w gospodarce wodnej może dojść do zapadnięcia się części podsypki a co za tym idzie likwidacji podparcia legarów. W takim przypadku legary nie są do wymiany, ale realny koszt remontu jest kilkanaście razy większy z racji konieczności ustabilizowania podłoża. Stale podnoszący się poziom wód gruntowych sprzyja tego typu procesom. Widziałem już zapadnięte wylewki piwnic wyglądające, jakby przed chwilą wyszło tam z ziemi coś na kształt Obcego, piec CO wiszący w powietrzu jedynie na rurach przyłączeniowych itd.. Tak więc zanim zaczniemy gromadzić materiały do naprawy podłogi na legarach, dobrze jest przeprowadzić odpowiednie badanie . Mając pełen obraz sytuacji, można lepiej skalkulować remont i uniknąć przykrej niespodzianki związanej z nagłym wzrostem zakresu, czasu wykonania i co najgorsze kosztu naprawy.

Karol Kopeć