Dlaczego drewno źle znosi kontakt z betonem, a beton – z drewnem?

18 grudnia 2023

Zarówno drewno, jak i beton to materiały, które są stosowane w budownictwie od dawna. Oczywiście, z drewna budowano domy – można by rzec – od zarania dziejów. W takim zastosowaniu beton jest materiałem dużo młodszym. Jednak obecnie – nawet w domach jednorodzinnych – jest go znacznie więcej niż drewna, i to nie tylko pod względem wagowym, ale i objętościowym.

W Polsce domy jednorodzinne są przeważnie murowane i mają strome dachy, których więźba wykonana jest z drewna, oraz żelbetowe stropy i schody. Zdecydowanie mniej jest u nas domów drewnianych, zwłaszcza tych wykonanych z pełnych bali, ale i one mają piwnice i fundamenty z betonu (Fot. 1).

Fot. 1 – Nie tylko domy murowane, ale i te z drewnianych bali mają fundamenty wykonane z betonu

Zobacz: Dlaczego bez betonu nie da się zbudować domów drewnianych?

Bardzo krótka historia betonu i żelbetu

Beton był wprawdzie stosowany już w starożytności, ale – w porównaniu z naszymi czasami – w bardzo ograniczonym zakresie do budowy domów. Od współczesnego betonu cementowego różnił się też tym, że spoiwem były w nim popioły wulkaniczne.

Swoją obecną pozycję w budownictwie beton zawdzięcza uruchomieniu produkcji cementu portlandzkiego, co stało się mniej więcej dwieście lat temu. Został on tak nazwany z powodu kolorystycznego podobieństwa do bardzo dobrego i drogiego kamienia z okolic Portland (Anglia). Taka nazwa cementu miała więc też swoje znaczenie marketingowe.

Jednak największe znaczenie dla ogromnej popularności betonu w budownictwie miało – niedługo potem – wynalezienie żelbetu (żelazobetonu, żelbetonu), czyli betonu zbrojonego prętami stalowymi w strefach rozciąganych. Dzięki temu z betonu, który ma małą wytrzymałość na rozciąganie, można było wykonywać także konstrukcyjne elementy zginane, takie jak belki i stropy, nawet te o dużych rozpiętościach.

Od tego więc czasu nie tylko drewno, które samo z siebie ma zarówno dużą wytrzymałość na ściskanie, jak i na zginanie, ale również elementy wykonane z betonu, mogą zgodnie dbać o to, by zbudowane z nich domy były bezpieczne dla mieszkańców i miały dużą trwałość.

Różnice pomiędzy drewnem i betonem

Drewno i beton – jako materiały budowlane – różnią się oczywiście bardzo od siebie. Przy czym dotyczy to nie tylko ich parametrów technicznych oraz tego, że naturalne, organiczne drewno – w przeciwieństwie do mineralnego betonu – jest materiałem palnym.

Zobacz: Dlaczego konstrukcje z betonu – bardziej niż z innych materiałów – są odporne na ogień?

Przede wszystkim jednak drewno źle reaguje na zawilgocenie. Gdy przez dłuższy czas nie może wysychać, jego struktura zaczyna się niszczyć, w czym duży udział mają wtedy atakujące drewno owady i grzyby. Dlatego tak ważne jest, by drewniane elementy domu pozostawały suche – najlepiej przez cały czas jego użytkowania.

Inaczej jest z betonem, który w środowisku o podwyższonej wilgotności jest w stanie nawet zwiększyć swoją wytrzymałość. Jest tak jednak tylko wtedy, gdy na wykonane z niego elementy nie działa woda, w której kwasy są organiczne. Ponieważ znajdują się one na przykład w wilgotnej ziemi roślinnej, dlatego ważne, żeby fundamenty domu były chronione przed nimi skuteczną izolacją przeciwwilgociową (Fot. 2).

Fot. 2 – Betonowe fundamenty powinny być odizolowane od gruntu także dlatego, że mogą w nich znajdować się kwasy organiczne

Eliminowanie kontaktu drewna z betonem

Powierzchniowy kontakt elementów drewnianych z betonowymi mógłby utrudniać ich naturalne wysychanie i być powodem ich degradacji. Z kolei kwasy organiczne, powstające podczas korozji biologicznej drewna, mogłyby niszczyć strukturę betonu, a w elementach żelbetowych dodatkowo powodować korozję prętów zbrojeniowych.

Dlatego zarówno drewniane, jak i betonowe elementy domu źle znoszą wzajemny i bezpośredni kontakt, choć z pewnością negatywne tego konsekwencje są dużo szybsze i bardziej dotkliwe dla drewna niż betonu. Wyjątkiem są jedynie sytuacje, gdy jest to kontakt chwilowy, co ma miejsce na przykład podczas formowania elementów żelbetowych w drewnianych deskowaniach. Jednak i wtedy lepiej, jeśli są one wykonane z uodpornionych na wilgoć płyt wiórowych niż z surowych desek (Fot. 3).

Fot. 3 – Żelbetowe elementy domu są zwykle formowane w deskowaniach z drewna – najlepiej jednak, żeby były to zaimpregnowane płyty wiórowe

Natomiast we wszystkich tych miejscach domu, w których kontakt drewnianych elementów z betonowymi będzie trwały, powinny być one oddzielone warstwą izolacji przeciwwilgociowej, wykonanej z papy asfaltowej. W domach ze stromym dachem dotyczy to na przykład murłat ułożonych na żelbetowym wieńcu dachowym (Fot. 4). Podobnie jest w domu ze ścianami z drewnianych bali, które również od żelbetowego stropu nad piwnicą powinny być oddzielone izolacją z papy (Fot. 5).

Fot. 4 – Murłaty powinny być oddzielone od żelbetowego wieńca dachowego za pomocą arkusza papy asfaltowej

Fot. 5 – Także ściany z drewnianych bali muszą być odizolowane papą asfaltową od żelbetowego stropu nad piwnicą

Także drewniane słupy nie powinny stać bezpośrednio na wykonanych z betonu elementach domu. Nawet te, które podpierają konstrukcję więźby dachowej dobrze jest oddzielić od żelbetowego stropu przekładką z papy (Fot. 6), choć po ułożeniu pokrycia dachowego nie będzie on narażony na zawilgocenie.

Fot. 6 – Nawet w trakcie budowy domu lepiej, żeby drewniany słup, podpierający więźbę dachową, nie stał bezpośrednio na żelbetowym stropie

Tym bardziej dotyczy to drewnianych słupów, podtrzymujących dach ganku wejściowego. Tu najlepiej, jeśli będą one odsunięte od betonowego podestu za pomocą osadzonych w nim stalowych podstaw (Fot. 7). Dzięki takiemu rozwiązaniu, słupy wystawione na bezpośrednie działanie czynników atmosferycznych, nie będą narażone za zawilgocenie podczas opadów deszczu i śniegu.

Fot. 7 – Drewniane słupy, podtrzymujące dach nad wejściowym gankiem, powinny być odsunięte od jego betonowego podestu za pomocą stalowych podstaw

Pewny cement bez drewna

Bezpośredni (i niekorzystny dla obu stron) kontakt elementów betonowych i drewnianych można w trakcie budowy domu łatwo wyeliminować, przez oddzielenie ich za pomocą izolacji przeciwwilgociowej. Nie da się jednak tego zrobić, jeśli kawałki drewna znajdą się w mieszance betonowej (Fot. 8) – wtedy żelbetowe i betonowe elementy będą niszczone od środka, obniżając z czasem swoją trwałość i parametry wytrzymałościowe.

Taka sytuacja ma miejsce wtedy, gdy do przygotowania mieszanki betonowej – zamiast pewnego cementu, wyprodukowanego w cementowni (Fot. 9), zostaną użyte różnego rodzaju mieszanki cementowo-popiołowe o nieznanym składzie. To właśnie w użytym do ich wyprodukowania popiele mogą zdarzyć się niespalone kawałki drewna i węgla. Dlatego – niezależnie od konieczności oddzielania od siebie drewnianych i betonowych elementów domu – należy zadbać o to, by te ostatnie były zawsze wykonane z betonu, w którym spoiwem jest wyłącznie pewny cement, pochodzący z cementowni.