Mendelova univerzita v Brně Lesnická a dřevařská fakulta Ústav základního zpracování dřeva
Analýza vybraných mechanických vlastností konstrukčních materiálů pro dřevostavby Diplomová práce
Vedoucí práce:
Vypracoval:
doc. Dr. Ing. Pavel Král
Bc. Dalibor Supik Brno 2009
Prohlášení: Prohlašuji, že jsem diplomovou práci na téma: Analýza vybraných mechanických vlastností konstrukčních materiálů pro dřevostavby vypracoval samostatně a uvedl jsem všechny použité prameny, ze kterých jsem čerpal informace. Souhlasím, aby má diplomová práce mohla být zveřejněna v souladu s § 47b Zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách a uložena v archivu ke studijním účelům ve shodě s Vyhláškou rektora MZLU o archivaci elektronické podoby závěrečných prací.
V Brně, dne………………….
Podpis……………………
Poděkování: Úvodem bych chtěl poděkovat vedoucímu mé práce doc. Dr. Ing. Pavlu Královi, za odbornou pomoc a rady při psaní této práce. Dále Ing. Janu Šrajerovi, za ochotnou pomoc při výrobě zkušebních vzorků. V neposlední řadě také společnostem CIDEM Hranice, a. s., Kronospan Jihlava, Rigips a Fermacell, které mi poskytly dostatečné množství potřebného materiálu a odborné podklady.
Abstrakt Autor:
Dalibor Supik
Název práce:
Analýza vybraných mechanických vlastností konstrukčních materiálů
pro dřevostavby Cílem této diplomové práce bylo stanovení fyzikálních a mechanických vlastností vybraných konstrukčních materiálů používaných pro výstavbu dřevostaveb – cementotřískové
desky,
OSB
desky,
sádrokartonové
a
sádrovláknité
desky.
Z fyzikálních vlastností byla analyzována hustota, bobtnání, celková absorpce vody a hustotní profil. Statická Jankova tvrdost, mez pevnosti a modul pružnosti v ohybu byly stanoveny u zjišťování mechanických vlastností. Součástí práce byla také charakteristika vybraných materiálů a jejich použití. V další části poté statistické vyhodnocení jednotlivých hodnot výsledků ve formě tabulek a grafů. Na závěr bylo provedeno vzájemné porovnání výsledků mezi sebou a odbornou literaturou. Klíčová
slova:
konstrukční
materiály,
cementotřískové
desky,
OSB
desky,
sádrokartonové desky, sádrovláknité desky, hustota, bobtnání, absorpce vody, hustotní profil, statická tvrdost, mez pevnosti a modul pružnosti v ohybu
Abstract Author:
Dalibor Supik
Title of thesis:
Analysis of selected mechanical properties of construction materials
for wood building The aim of this thesis was determination physical and mechanical properties of selected construction materials – cement-bonded practicleboards, oriented strand boards, gypsum plasterboards and gypsum boards with fibrous. From physical properties was analysed density, swelling, absorption of water and density profile. Statics hardness, strangth and modulus of elasticity in bending were defined at detection mechanical properties. Part of this thesis was characteristics choice materials with their application. Statistical evaluation values results was introduced in next parts this thesis. The resulting value will be measured against each other and technical literature. Keywords: construction materials, cement-bonded practicleboards, oriented strand boards, gypsum plasterboards, gypsum boards with fibrous, density, swelling, absorption of water, density profile, statics hardness, strength and modulud of elasticity in bending
Obsah 1. Úvod ............................................................................................................................. 8 2. Význam dřevěných konstrukčních materiálů ve stavebnictví .............................. 10 3. Cíl a zaměření práce ................................................................................................. 12 4. Literární přehled vybraných fyzikálních a mechanických vlastností .................. 13 4.1. Fyzikální vlastnosti .............................................................................................. 13 4.1.1. Vlhkost .......................................................................................................... 13 4.1.2. Nasáklivost.................................................................................................... 14 4.1.3. Bobtnání dřeva .............................................................................................. 14 4.1.4. Hustota dřeva ................................................................................................ 15 4.2. Mechanické vlastnosti .......................................................................................... 16 4.2.1. Pružnost dřeva............................................................................................... 18 4.2.2. Pevnost dřeva ................................................................................................ 19 4.2.2.1. Pevnost dřeva v ohybu ........................................................................... 19 4.2.2.2. Faktory ovlivňující pevnost dřeva.......................................................... 20 4.2.3. Statická Jankova tvrdost ............................................................................... 20 4.2.4. Hustotní profil ............................................................................................... 21 5. Materiál a Metodika ................................................................................................. 23 5.1. Materiál a příprava vzorků ................................................................................... 23 5.1.1. Klimatizace zkušebních vzorků .................................................................... 24 5.1.2. Zjišťování rozměrů zkušebních vzorků ........................................................ 24 5.1.3. Vzorky pro stanovení hustoty ....................................................................... 24 5.1.4. Vzorky pro stanovení bobtnání ..................................................................... 25 5.1.5. Vzorky pro stanovení celkové absorpce vody .............................................. 25 5.1.6. Vzorky pro stanovení hustotního profilu ...................................................... 26 5.1.7. Vzorky pro zjištění tvrdosti podle Janky ...................................................... 26 5.1.8. Vzorky pro zjištění meze pevnosti a modulu pružnosti v ohybu .................. 27 5.2. Metodika pro zjištění hustoty............................................................................... 28 5.3. Metodika pro měření velikosti bobtnání .............................................................. 29 5.4. Metodika pro zjištění celkové absorpce vody...................................................... 30 5.5. Metodika stanovení hustotního profilu ................................................................ 30 5.6. Metodika zjišťování statické Jankovi tvrdosti ..................................................... 31 5.7. Metodika pro měření meze pevnosti a modulu pružnosti v ohybu ...................... 32 5.8. Statistické vyhodnocení ....................................................................................... 33 6. Charakteristika vybraných konstrukčních materiálů ........................................... 35 6.1. Cementotřísková deska CTD (Cement bonded particleboards) .......................... 35 6.1.1. Historie výroby ............................................................................................. 35 6.1.2. Suroviny a výrobní proces CTD ................................................................... 35 6.1.3. Klasifikace a technické požadavky cementotřískových desek dle ČSN EN 37 6
6.1.4. Druhy cementotřískových desek ................................................................... 38 6.1.5. Hlavní výhody cementotřískových desek ..................................................... 39 6.1.6. Technologické vlastnosti a použití CTD ...................................................... 41 6.2. Oriented Strand Board OSB (Oriented strand boards) ....................................... 43 6.2.1. Historie výroby ............................................................................................. 43 6.2.2. Objem produkce ve Světě a Evropě .............................................................. 44 6.2.3. Suroviny a výrobní proces ............................................................................ 46 6.2.4. Klasifikace a barevné značení OSB desek podle ČSN EN 300 .................... 47 6.2.5. Nejpoužívanější druhy OSB desek ............................................................... 48 6.2.6. Hlavní výhody OSB desek ............................................................................ 51 6.2.7. Technologické vlastnosti a použití ............................................................... 52 6.3. Sádrokartonové desky SKD (Gypsum plasterboards) ......................................... 54 6.3.1. Historie sádrokartonových desek .................................................................. 54 6.3.2. Suroviny a výrobní proces ............................................................................ 55 6.3.3. Druhy sádrokartonových desek a jejich obchodní značení ........................... 56 6.3.4. Klasifikace sádrokartonových desek dle ČSN EN 520+A1 ......................... 57 6.3.5. Hlavní výhody sádrokartonových desek ....................................................... 59 6.3.6. Technologické vlastnosti a použití ............................................................... 60 6.4. Sádrovláknité desky SVD (Gypsum boards with fibrous reinforcement)............ 62 6.4.1. Suroviny a výrobní proces ............................................................................ 62 6.4.2. Klasifikace sádrovláknitých desek dle ČSN EN 15283 – 2 + A1 ................ 64 6.4.3. Hlavní výhody sádrovláknitých desek .......................................................... 65 6.4.4. Technologické vlastnosti a použití ............................................................... 66 7. Experimentální část .................................................................................................. 68 7.1. Hustota vybraných konstrukčních materiálů ....................................................... 68 7.2. Výsledky tloušťkového bobtnání desek ............................................................... 71 7.2.1. Bobtnání cementotřískových a OSB desek tloušťky 18 mm ........................ 71 7.3. Celková absorpce vody konstrukčních materiálů ................................................ 74 7.4. Hustotní profil ...................................................................................................... 76 7.5. Hodnoty statické tvrdosti podle Janky ................................................................. 78 7.6. Mez pevnosti ve statickém ohybu ........................................................................ 79 7.7. Modul pružnosti ve statickém ohybu ................................................................... 81 7.8. Souhrn výsledků .................................................................................................. 83 8. Zhodnocení výsledků a diskuze ............................................................................... 85 9. Závěr .......................................................................................................................... 90 10. Summary.................................................................................................................. 92 11. Použitá literatura .................................................................................................... 93 Seznam obrázků ............................................................................................................ 96 Seznam tabulek ............................................................................................................. 97 Seznam příloh ................................................................................................................ 99
7
1. ÚVOD Dřevo bezesporu patří k nejstarším přírodním materiálům s mnohostranným využitím, především jako stavební materiál s mnohaletou tradicí, především díky dobré dostupnosti a relativně snadné opracovatelnosti. Dřevo je materiál rostlinného původu, který při správném hospodaření v lesních strukturách, představuje neustále se obnovující surovinu rostlinného původu. Tento fakt kladně splňuje požadavky stále rostoucí problematiky trvale udržitelného rozvoje nejen u nás v České republice, ale celé Evropě. Dřevo je vytvářeno v živém stromu z oxidu uhličitého a vody za spolupůsobení sluneční energie. Jeho růstem se snižuje množství CO2 v ovzduší a představuje tak ekologickou surovinu, kladně ovlivňující životní prostředí, na rozdíl od uměle vyrobených konstrukčních materiálů. Dřevo jako nejčastěji využívaný stavební materiál s řadou předností, mezi které především patří pružnost, vysoká pevnost, nízká hmotnost, lehká opracovatelnost, odolnost proti chemikáliím a v neposlední řadě stále častěji se zmiňující a vzájemně porovnávající tepelně izolační vlastnosti dřeva s materiály určenými pro zděné stavební konstrukce. Mezi další kladnou vlastnost je možno zařadit opětovné použití, díky čemuž klesá množství odpadu na minimum. Ovšem jako každý jiný materiál má i dřevo své nedostatky, jako je variabilita vlastností, závislá na růstových a vegetačních podmínkách. Anizotropní charakter vlastností v závislosti na anatomickém směru. Změna rozměrů dřeva v závislosti na zvyšující nebo snižující se vlhkostí, a také nízká odolnost vůči dřevokaznému hmyzu a houbám. Většina výše uvedených nedostatků, lze vhodným způsobem omezit a v některých případech úplně vyloučit. Ochrana dřeva může být konstrukční, fyzikální nebo chemická. Chemická ochrana je prováděna pomocí aplikace ochranných prostředků (impregnačních látek) do dřeva. Ochranné prostředky obsahují řadu látek, mezi které patří například retardéry hoření, fungicidní nebo insekticidní látky. Chemická ochrana může být provedena za působení tlaku – tlaková impregnace, nebo bez působení tlaku – beztlaková impregnace. Dřevo se používá pro výrobu nábytku, stavebně truhlářských výrobků, konstrukci krovů, střech, nářadí, a také v mnoha dalších průmyslových odvětvích například potravinářském, leteckém a mnoha dalších. V současné době se dřevo opět dostává do popředí mezi konstrukčními materiály ve stavebním průmyslu, především díky novým 8
typům kompozitních materiálů, vytvořených většinou z jednotlivých částic dřevní hmoty v kombinaci s jiným materiálem. Vzájemným slisováním vznikají nové materiály s vynikajícími fyzikálními a mechanickými vlastnostmi. Právě tyto nové materiály předurčily
využití
dřeva
jako
stavebního
materiálu
v moderní
architektuře,
charakteristickou svou tvarovou volností. V současnosti jsou již díky těmto novým materiálům postaveny vícepodlažní budovy, hotely, velké průmyslové haly i celé sportovní stadióny.
9
2. VÝZNAM DŘEVĚNÝCH KONSTRUKČNÍCH MATERIÁLŮ VE STAVEBNICTVÍ V mnoha evropských zemích, také v České republice dlouhou dobu převládal názor, že dřevo jako stavební materiál není vhodný, z důvodu hořlavosti a krátké doby životnosti. Dřevo bývalo používáno především v konstrukcích krovů a stavebně truhlářských výrobků (oken, dveří a podlah). Tento názor naštěstí pomalu upadá a lidé si začínají stále častěji uvědomovat, že dřevo je po všech stránkách rovnocenným materiálem s uměle vyrobenými stavebními materiály. S řadou dalších významných argumentů, proč využívat právě dřevo, jako jsou dobré fyzikální a mechanické vlastnosti především velmi nízká tepelná vodivost, přirozená obnovitelnost, rychlost výstavby prostřednictvím prefabrikace, snadná recyklovatelnost a malá spotřeba energie při zpracování. Moderní dřevostavby se vyvinuly z původních hrázděných a srubových staveb. Dřevo v těchto stavbách není jediným konstrukčním materiálem, ale zaujímá hlavní podíl. Přesto že v současnosti stále vzrůstá poptávka po dřevostavbách a vznikají nové firmy realizující výstavbu dřevostaveb, má Česká republika v porovnání s ostatními státy co dohánět. Výroba dřevostaveb u nás dosahuje z celkové bytové výstavby pouze 2 %. Pro porovnání v Rakousku výstavba dřevostaveb dosahuje 10 %, ve Skotsku 50 %, v Norsku, Finsku, Dánsku až 60 % a v Kanadě dokonce až 80 %. Pro konstrukci moderních dřevostaveb vznikla celá řada nových průmyslově vyráběných konstrukčních materiálů ze dřeva. Tyto materiály eliminují nepříznivé vlastnosti masivního dřeva, mezi které například patří anizotropní charakter nebo přirozené vady a zároveň umožňují zpracovávat jinak nevyužitelné dřevní suroviny (odřezky, dřevní odpad nebo kulatiny malých průměrů). Kromě klasických konstrukčních materiálů jako jsou vláknité a třískové desky, OSB desky, překližky nebo vrstvené dřevo, se používají také v poslední době stále více sádrokartonové, sádrovláknité nebo cementotřískové desky. Vývojový trend dřevostaveb v České republice se v posledních letech výrazně navýšil. Především z důvodu poptávky po stavbách se zvýšenou energetickou hospodárností, kterou si stavby ponechávají po celou dobu své životnosti. Mezi tyto energeticky hospodárné stavby patří stavby nízkoenergetického a pasivního standardu. Použitím konstrukčních materiálů na bázi dřeva nejen pro tento druh staveb, ale i pro dřevostavby klasické, jsou dosaženy požadované hodnoty tepelných ztrát, již při velmi 10
malých tloušťkách obvodových stěn než je tomu u použití uměle vyrobených materiálů. Hlavní uplatnění těchto materiálů v dřevostavbách výše uvedeného standardu je ve skladbách obvodových a vnitřních dělících stěn, fasádním obložení, konstrukcí podlah, stropu a střechy. Také se používají pro zlepšení akustických parametrů a protipožární ochranu. Sádrokartonové a sádrovláknité desky mají schopnost redukovat vzdušnou vlhkost v interiéru a tím kladně podporují vnitřní klimatické podmínky v obytných prostorech budov. Všechny moderní konstrukční materiály musí být zdravotně nezávadné, bez zápachu, snadno recyklovatelné a samozřejmě šetrné k životnímu prostředí. S předpokladem neustále se zvyšující poptávky po stavbách v tomto standardu,
jsou
dřevo
a
konstrukční
z nejperspektivnějších stavebních materiálů.
11
materiály
na
bázi
dřeva
jedny
3. CÍL A ZAMĚŘENÍ PRÁCE Cílem této diplomové práce je vyhledat odborné literární zdroje a technické normy týkajících se popisu, fyzikálních a mechanických vlastností konstrukčních materiálů cementotřískových desek tloušťky 18 mm od společnosti CIDEM Hranice, a. s., OSB desek tloušťky 18 mm společnosti Kronospan Jihlava, dále sádrokartonových desek s tloušťkou 18 a 12,5 mm společnosti Rigips a sádrovláknitých desek tloušťky 12,5 mm od společnosti Fermacell Gmbh. Experimentálně provést analýzu hustoty, bobtnání, celkové absorpce vody, hustotního profilu, statické tvrdosti dle Janky, meze pevnosti a modulu pružnosti v ohybu, která bude provedena v souladu s technickými normami a zjištěné výsledky vzájemně statisticky a graficky porovnány mezi sebou, s odbornou literaturou a údaji od výrobců. Součástí práce bude také charakteristika vybraných konstrukčních materiálů s uvedením historického vývoje, způsobu výroby, hlavní požadavky z norem a možnosti využití v dřevostavbách.
12
4. LITERÁRNÍ PŘEHLED VYBRANÝCH FYZIKÁLNÍCH A MECHANICKÝCH VLASTNOSTÍ 4.1. Fyzikální vlastnosti Mezi hlavní fyzikální vlastnosti dřeva patří především vlhkost, hustota, tepelné, akustické a elektrofyzikální vlastnosti. Jednotlivé fyzikální vlastnosti dřeva, je možné zkoumat bez porušení celistvosti materiálu s ohledem na anizotropní charakter dřeva, způsobující rozdílné hodnoty jednotlivých vlastností v závislosti na anatomickém směru (Vaverka at al., 2008). 4.1.1. Vlhkost Přítomnost vody ve dřevě nazýváme vlhkostí dřeva. Pro znalost fyzikálních a mechanických vlastností se používá absolutní vlhkost dřeva
. Pokud potřebujeme
znát procentické zastoupení vody z celkové hmotnosti mokrého dřeva, používáme relativní vlhkost
(Šlezingerová at al., 1998).
Absolutní i relativní vlhkost se vypočítá se podle vztahů:
– hmotnost vlhkého dřeva (kg),
· 100
· 100
%
· 100
· 100
%
– hmotnost absolutně suchého dřeva (kg),
– hmotnost vody (kg) Podle uložení vody ve dřevě rozdělujeme vodu na: - chemicky vázanou – nemá vliv na fyzikální a mechanické vlastnosti, je součástí chemických sloučenin. Lze ji odstranit pouze spálením. - hygroskopickou (voda vázaná) – voda vázaná vodíkovými vazbami v buněčných stěnách, ovlivňuje fyzikální a mechanické vlastnosti. Vyskytuje se ve dřevě v rozmezí vlhkosti 0 až 30 %. - kapilární (voda volná) – vyplňuje lumeny buněk a mezibuněčné prostory. Množství vody volné ve dřevě se pohybuje od bodu nasycení vláken až po úplné 13
nasycení dřeva vodou. Má menší vliv na fyzikální a mechanické vlastnosti než voda vázaná (Požgaj at al., 1993; Šlezingerová at al., 1998). 4.1.2. Nasáklivost Schopnost dřeva v důsledku pórovité stavby nasávat vodu ve formě kapaliny se nazývá nasáklivost. Je-li dřevo plně nasyceno vodou vázanou a obsahuje maximální množství vody volné – dřevo je maximálně nasáklé vodou. Rychlost nasáklivosti závisí na druhu dřeviny, vlhkosti, teplotě, na tvaru a rozměrech sortimentu. S rostoucí hustotou dřeva, nasáklivost klesá. Zvýšením teploty se nasáklivost naopak urychluje (Šlezingerová at al., 1998). 4.1.3. Bobtnání dřeva Schopnost dřeva zvětšovat svoje lineární rozměry, plochu nebo objem přijímáním vody vázané, v rozsahu vlhkosti 0 % – MH (MNBS) označujeme jako bobtnání. Udává se v % z rozměrů dřeva v absolutně suchém stavu:
· 100
∆
· 100
– rozměr tělesa, jeho plocha nebo objem (m, m2, m3), i – index udávající směr, plochu nebo objem, w1 – vlhkost před bobtnáním (%), w2 – vlhkost po ukončení bobtnání (%) Bobtnání dřeva má anizotropní charakter, podél vláken je bobtnání velmi malé a nepřesahuje 1 %, v příčném směru dřevo bobtná mnohem více, v radiálním směru 3 – 6 %, v tangenciálním směru 6 – 12 % (Šlezingerová at al., 1998). Bobtnání v jednotlivých anatomických směrech se často vyjadřuje poměrem: :
:
20 10 1
Součtem lineárního bobtnání, získáme přibližnou hodnotu bobtnání objemového: :
:
14
kostí (Obr. 1), hustottou a anato omickou Bobtnání je předevšším ovlivňoováno vlhk b sesýcháním a hustootou dřeva je přímo úměrná stavbou dřevva. Mezi bobtnáním, záávislost. S rostoucí r huustotou dřeeva docházíí také k výýraznému m modifikován ní tvaru annatomickýchh elementů a zmenšovvání rozdílů ů v radiálním m a tangennciálním sm měru, což zppůsobuje snnížení anizootropie rozm měrových změn z s nárůůstem hustooty dřeva. Struktura S dřřeva na všech úrovníích jak subbmikroskopické (stavbba buněčné stěny a orientace o fibbrilární struuktury), miikroskopickké (tloušťky y buněčné stěny s a příttomnost dřřeňových paaprsků)
a makroskoppické
je
základním
důvodem m
anizotroopního
ch harakteru
roozměrovýchh změn (Horráček, 20011).
Obr. 1: Závvislost bobttnání dřevaa (Fagus sp p.) na vlhkkosti – 1 ppodélné, 2 radiální, 3 tangenciálnní, 4 objem mové bobtnnání. Šrafo ování zobraazuje intervval meze nasycení n buuněčných sttěn (Horáčeek, 2001). 4..1.4. Hustoota dřeva Hustota je jednou z nejdůležittějších chaarakteristik, která ovllivňuje celo ou řadu fyyzikálních i mechanickkých vlastnností dřevaa. Můžeme ji charakteerizovat jak ko podíl hm motnosti dřřeva a jeho objemu vyyjádřenou v kg·m-3. Hustotu H můžžeme považžovat za neejlepší kritéérium pro poosuzování vlastností v dřřeva.
15
Obecný vztah: kg · m
m – hmotnost dřeva (kg), V – objem dřeva (m3) Hustota dřevní substance Dřevní substancí nazýváme hmotu buněčných stěn bez submikroskopických dutin, lumenů a mezibuněčných prostor. Hustota dřevní substance poměrem hmotnosti dřevní substance substance
je
důležitá
při
a příslušného objemu
výpočtech
pórovitosti,
je potom vyjádřena . Hustota dřevní
maximální
nasáklivosti
a technologických procesech impregnace dřeva (Požgaj at al., 1993; Horáček, 2001; Šlezingerová at al., 1998). Hustota dřeva je ovlivňována především stavbou dřeva, chemickým složením, vlhkostí dřeva a v neposlední řadě také pěstebními a stanovištními podmínkami (Horáček, 2001).
4.2. Mechanické vlastnosti Charakterizují schopnost dřeva odolávat účinkům vnějších sil. Orientace molekul stavebních látek ve dřevě způsobuje anizotropní charakter jak fyzikálních, tak mechanických vlastností. Orientace kovalentních a vodíkových vazeb určují velikost a orientaci mechanických vlastností na úrovni mikrostruktury a makrostruktury dřeva. Tvar a uspořádání základních mechanických elementů - tracheid, libriformních vláken, směr fibril ve střední vrstvě sekundární buněčné stěny a rozdílná orientace kovalentních a vodíkových vazeb způsobuje anizotropii mechanických vlastností v podélném a kolmém směru. Mezi základní mechanické vlastnosti patří – pevnost, pružnost, plastičnost, houževnatost, tvrdost a technologické vlastnosti Napětí – definujeme jako velikost vnitřní síly, která je vztažena na jednotku plochy tělesa. Napětí ve dřevě představuje míru vnitřních sil, které se ve dřevě objevují jako odpověď na působení vnějších mechanických sil. Vztah mezi mechanickým působením a odporem vzniká v tělese stav napjatosti. Pokud síly působí kolmo na průřezovou 16
plochu tělesa, jedná se o normálové napětí σ (napětí v tahu a tlaku). Působí li síly v rovině průřezu, vzniká tangenciální (smykové) napětí τ (nejběžnější je napětí ve smyku).
Kombinaci
normálového
a
tangenciálního
napětí
představuje
ohyb
(Šlezingerová at al., 1998). Napětí je vyjádřeno poměrem síly (F) na jednotku plochy (S):
Deformace – je změna tvarů a rozměrů dřeva vyvolaná působením mechanických sil. Deformace se rozdělují na: a) Pružné deformace – vratná změna rozměrů a tvaru dřeva, okamžitě odezní po ukončení vnějších sil b) Pružná deformace v čase – vratná změna rozměrů a tvaru dřeva, která nenastává po uvolnění vnějších sil okamžitě, ale až za určitou dobu c) Plastická deformace – trvalá, nevratná změna rozměrů a tvaru dřeva, která po odstranění působení vnějších sil, zůstává a těleso získává nový tvar a rozměry Pracovní diagram (Obr. 2), je charakterizován křivkou, která udává vztah mezi napětím a deformací. Deformace můžeme rozdělit na dvě části, a to na lineární část po mez úměrnosti a nelineární část nad mezí úměrnosti po mez pevnosti. Mez úměrnosti je definována jako takové napětí, do kterého v tělese vznikají pouze deformace pružné, případně pružné v čase, a napětí je v tělese rovnoměrně rozděleno. Po ukončení silového působení tyto deformace zcela zanikají a těleso se vrací do původního stavu. S vzrůstajícím napětím nad mezí úměrnosti deformace dále rostou, ale napětí v tělese není rozloženo rovnoměrně a deformační čára nabývá charakteru křivky. Vzniklé deformace jsou plastické, nejsou přímo úměrné napětí a po ukončení působení vnější síly nezanikají. Napětí, při kterém dochází k porušení tělesa je označováno jako mez pevnosti. Mez pevnosti je tedy nejvyšší hodnota napětí, kterou dřevo snese bez porušení celistvosti tělesa (Šlezingerová at al., 1998; Výlet, 2009).
17
Obr. 2: Obecný tvar pracovního diagramu (Požgaj at al., 1993) 4.2.1. Pružnost dřeva Schopnost dřeva navrátit se k původnímu tvaru po ukončení vnějších sil, označujeme jako pružnost dřeva. Moduly pružnosti Udávají vnitřní odpor materiálů proti pružné deformaci. Čím je modul pružnosti větší, tím větší napětí je potřebné na vyvolané deformací. Rozlišujeme moduly pružnosti při normálových namáhání (tah, tlak, ohyb) – Youngovy moduly pružnosti a smykové moduly pří namáháních tangenciálních (smyk a krut). Modul pružnosti v tahu a tlaku, je charakterizován podílem napětí ( deformace (
a poměrné
podle vztahu:
Modul pružnosti ve statickém ohybu V ohybu se udává pouze modul pružnosti kolmo na vlákna a zkouší se prakticky jen v tangenciálním směru. Při zatížení dřevěného nosníku je konkávní strana namáhána na tlak a strana konvexní na tah. Neutrální osa přibližně uprostřed tělesa je nezatížena (Šlezingerová at al., 1998).
18
4.2.2. Pevnost dřeva Odpor dřeva proti trvalému porušení označujeme jako pevnost dřeva. Pevnost dřeva můžeme rozdělit podle: a) stavu napjatosti – jednoosý a víceosý b) způsobu zatížení – tlak, tak, ohyb, krut a smyk c) časového působení zatížení – statické a dynamické d) účinků zatížení na dřevo – destruktivní a nedestruktivní způsob 4.2.2.1. Pevnost dřeva v ohybu Výpočet meze pevnosti v ohybu je dána vztahem: 3 2 F – působící síla (N),
- vzdálenost mezi podpěrami (m), h – výška a b – šířka (m)
Vzhledem k průběhu vláken můžeme rozlišit dva způsoby namáhání: 1) vlákna probíhají rovnoběžně s podélnou osou tělesa a síla působí napříč vláken v radiálním nebo tangenciálním směru. 2) vlákna probíhají kolmo na podélnou osu tělesa, kdy příčný řez je orientován ve směru působící síly nebo kolmo k působící síle (Požgaj at al., 1993). Při zatížení tělesa vzniká v jeho horní části napětí v tlaku a ve spodní části v tahu (Obr. 3). Nedeformovatelná část v tělese bez normálového napětí se označuje jako neutrální osa. Mezi tahovým a tlakovým napětím je smykové napětí. Vzhledem k tomu, že tlaková pevnost dřeva podél vláken je mnohem menší než tahová pevnost, začíná porušení tělesa při ohybu v tlakové zóně vybočováním vláken. Konečné porušení tělesa probíhá v tahové zóně, kdy po překročení meze pevnosti dojde nejdříve k odštěpení krajních vláken a potom k úplnému zlomení tělesa (Šlezingerová at al., 2002).
19
Obr. 3: Rozddělení tahovýých a tlakovvých napětí po příčném m průřezu (P Požgaj at all., 1993)
ující pevnosst dřeva 4.2.2.2. Fakttory ovlivňu Mezi výzznamné fakktory, ovlivvňující pev vnost dřevaa patří vlhkkost. Ze sttoupající vllhkostí se pevnost p a prružnost dřevva snižuje. Závislost mezi m hustotoou a mechaanickými vllastnostmi dřeva d je složžitější, protoože pevnostt dřeva nezáávisí pouze na množstv ví dřevní suubstance v objemové o j jednotce, alle také na anatomickéé stavbě dřřeva. Mezi moduly prružnosti a hustotou h dřřeva existujje kladná lineární l závvislost. Zvýýšení hustotty dřeva o 0,1 g·cm-3 způsobí z zvěětšení moduulu pružnostti ve směru vláken o 2––5 %, napříč vláken o 1–9 %. Peevnost dřevva se s rostooucí hustoto ou obecně zvyšuje. Vztah mezi hustotou h a pevností dřeva d ale nemusí n být vždy výzznamný. S rostoucí teeplotou se pevnost a pružnost dřřeva snižujee. Vlivem nárůstu n teploty do 70 °C ° se pevnoost a pružnost sníží jeen dočasně,, protože dojde d k přechodné zm měně vnitřních energettických hlaadin bez poorušení vzáájemně rovnnovážných poloh moleekul. Vliveem vyšších teplot nad 100 °C vzznikají ve dřevě d trvaléé změny způůsobené po orušením rovnovážně kkmitajících molekul a degradací liignino-sachharidového komplexu. k Působením P vysokých tteplot nad 200 °C se dřřevo stává křehkým k a nastupuje n pyyrolýza dřeeva. Vliv tepploty na meechanické vlastnosti v see mění s vlhhkostí. Zvyššováním tepploty a vlhk kosti se pevvnost výraznně snižuje, přičemž sooučasné půssobení obouu faktorů sniižuje pevno ost více, nežž působení kkaždého sam mostatně (ŠŠlezingerováá at al., 19998). 4..2.3. Staticcká Jankova tvrdost Odolnost dřeeva proti vniikání cizíhoo tělesa oznaačujeme jakko tvrdost. M Metoda zjiššťování staatické Jankkovy tvrdo osti spočívvá v zatlaččování polo okuličky s průměrem p 1 11,28 mm do d hloubky 5,64 mm, čímž č vznikáá na povrchuu zkušebníh ho tělesa pllocha 100 mm m 2 (Šlezinggerová at all., 1998). 20
Síla potřebná na zatlačení polokuličky udává tvrdost:
F – síla potřebná na zatlačení kuličky (N), S – plocha (100 m2) Hodnoty statické tvrdosti dřeva jsou závislé na hustotě a vlhkosti. Se změnou vlhkosti o 1 % se změní statická tvrdost o 3 %. 4.2.4. Hustotní profil Struktura materiálů, je základní charakteristika, která určuje jejich vlastnosti. Hlavní význam pro vlastnosti konstrukčních materiálů má jejich makrostruktura, kterou tvoří morfologické vlastnosti strukturálních elementů (dřevních částic), jejich prostorové uspořádání, orientace, fixace a struktura průřezu (Obr. 4). Struktura průřezu je charakterizována především rozložením hustoty v příčném průřezu desky (hustotním profilem). Z důvodu toho, že hustota přímo nebo nepřímo ovlivňuje řadu vlastností konstrukčních materiálů, je třeba dokonale znát její rozložení v rámci celého průřezu desky a díky tomuto rozložení hustoty určit správné použití materiálu (Hrázký, Král, 2003).
Obr. 4: Materiálová struktura konstrukčních materiálů (Hrázký, Král, 2003) Ideální hustotní profil, je takový dosahuje-li hustotního maxima na povrchu desky, směrem ke středu hustota roste a těsně pod povrchem dosahuje svého maxima. Od této maximální hustoty směrem ke středu prudce klesá a ve středu desky dosahuje hustotního minima. Z důvodu nižší hustoty povrchových desek, jsou povrchové vrstvy 21
poorézní a mééně soudržnné. Proto see povrchovéé vrstvy dessek frézují a brousí, zaa účelem doosažení husstotního maaxima přímoo na povrch hu desek, jak je patrnné z obrázku u Obr. 5 (H Hrázký, Kráál, 2003).
Obr. 5: Schhéma ideálnního hustottního profilu: vlevo – klasický profil (brroušenou pllochou), vprravo – profiil s řídkou povrchovou p plochou (H Hrázký, Král, 2003) Ovlivňování hustotního profilu: 1)) Hustotní profil p má plynule p a rovnoměrně klesat od povrchovýcch ploch do d středu deesky. 2)) Hustotní profil p má býýt symetrickký vzhledem m ke středu desky. d 3)) Rozdíl meezi maximem m a minimeem hustoty má m být co nejvyšší. n
22
5. MATERIÁL A METODIKA Před začátkem vlastní analýzy vybraných mechanických a fyzikálních vlastností konstrukčních materiálů pro dřevostavby, bylo provedeno zpracování informací z technické literatury, odborných článků, technických norem pro základní definice, klasifikace, požadavky a metody zkoušení vybraných materiálů. V neposlední řadě také, podklady od největších výrobců v České republice a Evropě. Na základě získaných informací byly vyrobeny zkušební vzorky, požadovaných rozměrů, pro příslušné zkoušky jednotlivých vlastností. Zjišťování mechanických a fyzikálních vlastností probíhalo podle příslušných zkušebních postupů uvedených v technických normách a doporučeními od výrobců konstrukčních materiálů pro dřevostavby. Zjištěné výsledky budou vzájemně statisticky porovnány mezi sebou, s hodnotami uvedenými v odborné literatuře a údajů od jednotlivých výrobců, ve formě tabulek a krabicových grafů. Součástí práce bude také charakteristika vybraných konstrukčních materiálů, jejich popis, historický vývoj, základní požadavky z technických norem – značení, rozměry, dovolené odchylky, dále hlavní výhody a použití v dřevostavbách. V příloze pak budou uvedeny další způsoby použití s řadou důležitých detailů.
5.1. Materiál a příprava vzorků Vzorky pro analýzu vlastností byly vyrobeny z cementotřískových desek tloušťky 18mm společnosti CIDEM Hranice, a. s. – divize CETRIS, OSB desek tloušťky 18 mm od společnosti Kronospan Jihlava, sádrokartonových desek o tloušťce 18 mm a 12,5 mm vyrobených společností Rigips, s. r. o., který je členem koncernu Saint – Gobain a sádrovláknitých desek tloušťky 12,5 mm společnosti Fermacell Gmbh, patřící pod koncern Xella International GmbH. Podle požadavků na prováděné zkoušky dle platných norem ČSN EN, byly vzorky vyrobeny ze základních formátů a velkého množství odřezků minimálních požadovaných rozměrů, pro zajištění variability měření. Na všech konstrukčních materiálech budou provedena následující měření fyzikálních vlastností – hustota, bobtnání, celková absorpce vody a hustotní profil desek, mechanických vlastností – statická Jankova tvrdost, mez pevnosti a modul pružnosti v ohybu. 23
5.1.1. Klimatizace zkušebních vzorků Vzorky budou klimatizované na konstantní hmotnost v prostředí s relativní vlhkostí vzduchu 65 ± 5 % a teplotou 20 ± 2 °C. Konstantní hmotností zkušebních těles bude dosaženo, pokud výsledky dvou po sobě následujících vážení v intervalu 24 hodin, se nebudou lišit o 0,1 % hmotnosti tělesa. 5.1.2. Zjišťování rozměrů zkušebních vzorků Stanovení jednotlivých rozměrů bude provedeno po klimatizaci vzorků. Zjišťování rozměru zkušebních vzorků bude provedeno na základě ČSN EN 324 – 1 – Desky ze dřeva, stanovení rozměrů desek – Část 1: Stanovení tloušťky, šířky a délky, ČSN EN 325 – Desky ze dřeva, stanovení rozměrů zkušebních těles, ČSN EN 520 + A1 – Sádrokartonové desky – Definice, požadavky a zkušební metody a ČSN EN 15283 – 2 + A1 – Sádrové desky vyztužené vlákny – Definice, požadavky a zkušební metody – Část 2: Sádrovláknité desky (Obr. 6). Pro stanovení rozměrů tloušťky, šířky a délky menších zkušebních vzorků bude provedeno posuvným měřítkem (Obr. 6). U větších zkušebních vzorků budou rozměry stanoveny pomocí ocelového měřítka.
Obr. 6: Měření rozměrů šířky, délky desek a tloušťky zkušebních vzorků: Ø – body pro měření tloušťky, ↕ - měření délky a šířky (ČSN EN 323, 1994; ČSN EN 325, 1995) 5.1.3. Vzorky pro stanovení hustoty Rozměry zkušebních těles pro zjištění hustoty cementotřískových a OSB desek byly zhotoveny dle normy ČSN EN 323 – Dosky z dreva – Zisťovanie hustoty. Všechny vzorky budou klimatizované, pravoúhlého čtvercového tvaru s délkou strany 50 mm a tloušťkou 18 mm v celkovém počtu 70 ks vzorků (Obr. 7). 24
Analýza hustoty sádrokartonových a sádrovláknitých desek probíhala v souladu s normami ČSN EN 520 + A1 – Sádrokartonové desky – Definice, požadavky a zkušební metody a ČSN EN 15283 – 2 + A1 – Sádrové desky vyztužené vlákny – Definice, požadavky a zkušební metody – Část 2: Sádrovláknité desky. Plošné rozměry jednotlivých zkušebních vzorků byly stanoveny na 400 mm x 300 mm, vzájemně se lišily pouze tloušťkou a počtem kusů – 35 kusů (pro tloušťku 18 mm) a 70 kusů (pro tloušťku 12,5mm). 5.1.4. Vzorky pro stanovení bobtnání Klimatizované zkušební tělesa z cementotřískových a OSB desek, pro stanovení bobtnání po uložení vzorků ve vodě (interval 2 a 24 hodin), budou použity stejné vzorky, jako u analýzy hustoty desek s délkou strany 50 mm (Obr. 7). Zkouška bude provedena v souladu s ČSN EN 317 – Třískové a vláknité desky – Stanovení bobtnání po uložení ve vodě. Měření bude provedeno na 70 kusech vzorků. Zjištění velikosti bobtnání (interval 2 hodin) sádrokartonových a sádrovláknitých desek o tloušťkách 12,5 mm a 18 mm bude provedeno dle norem ČSN EN 520 + A1 – Sádrokartonové desky – Definice, požadavky a zkušební metody a ČSN EN 15283 – 2 + A1 – Sádrové desky vyztužené vlákny – Definice, požadavky a zkušební metody – Část 2: Sádrovláknité desky. Rozměry klimatizovaných vzorků byly stanoveny podle zkušební metody zjišťování celkové absorpce vody na – 300 mm x 300 mm, v celkovém počtu 35 kusů pro SDK 18 mm, 70 kusů pro SDK a SVD tloušťky 12,5 mm. 5.1.5. Vzorky pro stanovení celkové absorpce vody Pro analýzu celkové absorpce vody cementotřískových a OSB desek po 2 hodinovém intervalu máčení, byly použity shodné zkušební vzorky z analýzy hustoty a velikosti bobtnání desek – tloušťka 18 mm, délka strany 50 mm a počet vzorků 70 kusů. Celková absorpce vody sádrokartonových a sádrovláknitých proběhne podle ČSN EN 520 + A1 – Sádrokartonové desky – Definice, požadavky a zkušební metody a ČSN EN 15283 – 2 + A1 – Sádrové desky vyztužené vlákny – Definice, požadavky a zkušební metody – Část 2: Sádrovláknité desky, na klimatizovaných zkušebních
25
vzorcích z analýzy hustoty a velikosti bobtnání, o rozměrech 300 mm x 300 mm (SKD a SVD) a celkovém počtu 105 kusů. 5.1.6. Vzorky pro stanovení hustotního profilu Stanovení hustotního profilu bude provedeno na všech vybraných klimatizovaných zkušebních vzorcích vyrobených z konstrukčních materiálů – CTD 18 mm, OSB 18 mm, SDK 12,5 a 18 mm, SVD 12,5 mm, o shodných rozměrech: délka – 50 mm, šířka – 50 mm. Celkový počet vzorků bude 5 kusů pro každý druh a tloušťku materiálu. Měření proběhne v univerzitní laboratoři na zkušebním stroji X – Ray Denselab pracujícím na principu rentgenového záření a jednotlivé výsledky statisticky vyhodnoceny a vyneseny do grafů.
Obr. 7: Zkušební tělíska pro stanovení bobtnání a hustoty cementotřískových a OSB desek (ČSN EN 323, 1994) 5.1.7. Vzorky pro zjištění tvrdosti podle Janky Zkouška statické tvrdosti podle Janky konstrukčních materiálů vychází z normy ČSN 49 0136 – Drevo – Metóda zisťovania tvrdosti podla Janky. Pro zjištění tvrdosti byly použity klimatizované zkušební vzorky pravoúhlého tvaru (Obr. 8). Z každého druhu materiálu bylo zhotoveno 30 kusů zkušebních vzorků s rozměry – 18 mm x 50 mm x 50 mm, celkový počet činil 150 kusů. Zkoušky budou provedeny opět na zkušebním stroji Zwick ZH 050 napojeném na řídicí počítač s pracovním programem tXpert.
26
A
B
C
D
E
F
Obr. 8: Zkušební vzorkky pro anaalýzu tvrdossti konstrukkčních matteriálů: A – plošné roozměry vzorrků CTD, OSB, O SKD a SVD deseek šířka 50 mm m x délkaa 50 mm, B, B C, D – tlooušťka 18 mm m cementtotřískovýchh desek, OS SB desek, sáádrokartonoových desek k, E, F – tlooušťka 12,55 mm sádrokkartonovýchh a sádrovlááknitých desek 5..1.8. Vzork ky pro zjišttění meze pevnosti p a modulu m pru užnosti v oh hybu Cementotřísskové a OSB B desky Za účelem m zjištění meze pevvnosti a modulu pružžnosti v ohhybu konstrrukčních m materiálů bylly zhotovenny pravoúhllé zkušební vzorky v soouladu s noormou ČSN EN 310 – Desky ze dřeva d – Stannovení moduulu pružnosti v ohybu a pevnosti v ohybu. Celkem byloo vyrobeno 30 kusů vzorků v z cem mentotřískoových desekk, vzorky pro p OSB deesky byly roozděleny naa dvě sady, podle p jejich h orientace na n směr výrrobního toku u: 1 sada – 30 kusů k vzorkůů, pro zjištěnní hodnot meze m pevnossti a moduluu pružnosti v ohybu m a délka roovnoběžně s výrobním tokem (poddélný směr)) – tloušťkaa 18 mm, šíířka 50 mm 4110 mm (určení délky – 20tinásobeek tloušťky, plus 50 mm m) 2 sada – 30 kusů vzorkků k zjištěnní hodnot ve v směru koolmém na vvýrobní tok k (příčný měr) – tlouššťka 18 mm, šířka 410 mm m a délkaa 50 mm sm Sáádrokarton nové desky (tloušťka 18 1 mm a 12 2,5 mm) Výroba vzorků v a poostup zkušeební metod dy proběhlyy dle ČSN N EN 520 + A1 – y a zkušebnní metody. Z odřezků a celých Sáádrokartonoové desky – Definice, požadavky foormátů sádrookartonových desek tlooušťky 12,5 5 a 18 mm byly b vyříznuuté zkušebn ní vzorky oppět rozdělenny na dvě saady podle orrientace a tlloušťky: 1 sada (tlouššťka 18 mm m) – 20 kussů vzorků z podélného směru L (roovnoběžně s vlákny kaartonu) a 200 kusů vzorkků z příčnéhho směru T (kolmo na vlákna karttonu) s rozm měry 400 m x 300 mm mm m
27
2 sada (tlouššťka 12,5 mm) m – rozm měry, počet kusů vyrobbených z poodélného i příčného p měru je shoddný jako u sady s sm V Vzorky byly vyříznuty z celých forrmátů 100 mm m od poddélných a přříčných hran n desky, u odřezků byyla tato vzdáálenost snížeena na 50 mm m (Obr. 9)). Sáádrovlákniité desky ČSN EN 15283 – 2 + A1 – Sáddrové desky vyztužené vlákny – D Definice, po ožadavky m – Čáást 2: Sádroovláknité deesky. Rozm měry i počet zkušebních h vzorků a zkušební metody sáádrovláknitéé desky tlooušťky 12,,5 mm, by yly vyrobenny shodně jako u přředchozí sáádrokartonoové desky. S rozdílem m výroby pouze 30 vzorků v (4000 mm x 30 00 mm) orrientovanýcch v podélnéém směru L (Obr. 9). Zkoušky budou b provvedeny v unniverzitní zk kušebně v Útěchově, Ú nna zkušebníím stroji wick ZH 0550 s pracovnním program men tXpert.. Zw
Obr. 9: Vzorrky pro stannovení pevnnosti a mod dulu pružnoosti v ohybuu sádrokarto onových 5 + A1, 2010) a sádrovlákniitých desek (ČSN EN 520
5..2. Metod dika pro zjištění z hu ustoty Za účelem m zjištění hustoty, byly b použity zkušebníí vzorky vvyrobené ze z všech annalyzovanýcch konstruukčních maateriálů v celkovém počtu 1755 kusů. U všech kllimatizovanných vzorkůů, byly posuuvným měřřítkem s přeesností 0,011 mm nebo o páskou urrčeny přesnné rozměryy (Obr. 10)) a jednotliivé vzorky postupně očíslovány. Každý vzzorek byl následně zváážen na digiitální váze (Kern PCB 200 – 2) s přesností na n setiny grramu.
28
Hustota každého konstrukčního materiálu byla vypočtena podle vzorců: ·
·
V – objem zkušebního vzorku, a – tloušťka zkušebního vzorku (m), b – šířka zkušebního vzorku (m), c – délka zkušebního vzorku (m)
·
– hmotnost zkušebního vzorku (kg),
– objem zkušebního vzorku (m3)
Získané hodnoty jednotlivých hustot konstrukčních materiálů budou pomocí statistické analýzy vyhodnoceny a vyneseny pro porovnání do grafů.
Obr. 10: Měření rozměrů zkušebních vzorků: tloušťky v bodě průsečíků úhlopříček, délky a šířky rovnoběžně s hranami nad průsečíkem úhlopříček (ČSN EN 323, 1994)
5.3. Metodika pro měření velikosti bobtnání K zjištění velikosti bobtnání byly použity stejné klimatizované, očíslované vzorky jako pro měření hustoty, celkem 175 vzorků. U všech vzorků byla změřena posuvným měřítkem s přesností na setinu milimetru tloušťka (Obr. 10). Poté byly zkušební vzorky ponořeny do čisté vody s teplotou 20 °C, tak aby byly navzájem odděleny a celé pod hladinou vody. Doba ponoření vzorků byla stanovena na 2 hodinový a 24 hodinový 29
časový úsek, po které byla opět změřena tloušťka vzorků, a stanovily se charakteristické hodnoty bobtnání G pro jednotlivou dobu máčení a druh materiálu podle vzorce: 100
%
t1 – tloušťka tělesa před pomořením (mm), t2 – tloušťka tělesa po ponoření (mm)
5.4. Metodika pro zjištění celkové absorpce vody Stanovení celkové absorpce vody byla opět zjišťována pro všechny druhy konstrukčních materiálů. Měření bylo provedeno na stejných klimatizovaných a očíslovaných vzorcích jako pro analýzu bobtnání, u kterých byla digitální váhou zvážena hmotnost s přesností na setinu gramu. Vzorky stejně jako u zkušební metody bobtnání byly vloženy ve vodorovné poloze na dno vodní lázně s teplotou 20 °C, tak aby byly všechny pod vodní hladinou, na dobu 2 hodin. Po vyjmutí zkušebních vzorků proběhlo okamžité vážení a byla stanovena celková absorpce vody podle vztahu:
á
100
%
m1 – tloušťka tělesa před pomořením (g), m2 – tloušťka tělesa po ponoření (g)
5.5. Metodika stanovení hustotního profilu Pro analýzu hustotního profilu, bylo použito 5 kusů zkušebních vzorků o stejných rozměrech 50 mm x 50 mm, vyrobených z každého druhu materiálu a tloušťky. V první fázi byla vyrobena kalibrační tělíska (Tab. 1) pro každý druh analyzovaného materiálu, u kterých se změřily posuvným měřítkem s přesností na setiny milimetru rozměry a na digitální váze (Ker and Sohn GmbH) s přesnosí 0,0001 g zvážena hmotnost. Výsledky měření a vážení kalibračních tělísek byly zapsány do pracovního programu řídícího vlastní proces měření. Kalibrační tělíska se vložila do zkušebního zařízení pracujícím na principu rentgenového záření, tak aby paprsek záření procházel přes plochu vzorku – za účelem zjištění plošné hustoty. V další fázi následovalo vlastní měření vybraných vzorků. Do řídicího počítače se zapsaly rozměry šířky, délky, tloušťky a hodnota kroku snímání, která byla nastavena
30
na 0,01 mm. Vzorky se vložily do zkušebního stroje, tak aby měřící paprsek procházel přes boční plochy zkušebních vzorků (Obr. 11), ve výšce 8 mm od vrchní hrany. Zjištěné výsledky hustoty v jednotlivých bodech tloušťky byly vykresleny do grafů.
Vzorek s nejmenší tloušťkou
Šířka (mm) Výška (mm) Tloušťka (mm)
CTD
OSB
SDK
SVD
50,04 50,34 18,08
50,41 49,88 17,64
50,18 50,46 18,04
50,24 50,03 12,66
Váha vzorku s nejmenší tloušťkou Hmotnost (g)
61,0592 -2
26,8486
37,077
37,2674
Plošná hustota (kg x m )
24,239 10,678 14,643 14,827 Váha skupiny vzorků s tloušťkou co nejblíže 50 mm
Hmotnost (g)
127,015
51,7432
74,6297
109,9927
50,553
20,508
29,363
58,034
-2
Plošná hustota (kg x m )
Tab. 1: Rozměry a váha kalibračních tělísek
Obr. 11: Ukázka uložení vzorků pro snímání
5.6. Metodika zjišťování statické Jankovi tvrdosti K zjištění velikosti statické tvrdosti byly použity zkušební vzorky odebrané ze všech vybraných konstrukčních materiálů (celkem 150 kusů). Zkouška byla provedena na zkušebním stroji Zwick ZH 050 napojeném na řídící počítač s pracovním programem tXpert, opatřeným zkušebním přípravkem s razníkem ve tvaru polokoule o poloměru 5,64 mm. Hloubka vtisku byla nastavena na 2,84 mm, s rychlostí posuvu zatěžovací hlavice, tak aby zvolená hloubka vtlačení byla dosažena za 90 sekund. Po dosažení
31
nastavené hloubky vtisku, byla pomocí pracovního programu vypočtena hodnota statické tvrdosti materiálů podle vzorce: 4 3 F – síla při zatlačení razníku do zkušebního tělesa (N), r – poloměr polokoule razníku (mm)
5.7. Metodika pro měření meze pevnosti a modulu pružnosti v ohybu Cementotřískové a OSB desky U klimatizovaných a očíslovaných zkušebních vzorků (90 kusů), byly posuvným měřítkem, připojeným do pracovního programu tXpert změřeny rozměry tloušťky a šířky. Poté byla nastavena vzdálenost mezi středy podpěr l1, jako 20ti násobek jmenovité tloušťky tělesa. Vzorky se umístily na plocho na podpěry se středem pod zatěžovací hlavu (Obr. 12 – A). Rychlost posuvu byla nastavena, tak aby nejkratší doba dosažení maximálního zatížení, neklesla pod 60 sekund. Po připojení tenzometrických členů bylo zahájeno vlastní měření. Program provede vyhodnocení výsledů a sestrojí graf průběhu mezi napětím a deformací. Sádrokartonové a sádrovláknité desky Na začátku analýzy byly změřeny rozměry vzorků (110 kusů), které se zapsaly do pracovního programu zkušebního zařízení. Poté byla nastavena vzdálenost středů podpěr zkušebního zařízená na 350 mm. Vzorky se vkládaly do zkušebního stroje (Zwick ZH 050), lícovou plochou dolů pro podélné vzorky a lícovou plochou nahoru, u příčných vzorků. Rychlost posuvu byla nastavena, tak aby doba od zahájení zatěžování až po porušení vzorků byla minimálně 30 sekund. Po připojení tenzometrických členů bylo zahájeno měření. Pevnost v ohybu byla vypočtena podle vzorce: 3 2 Fmax – maximální síla působící na těleso (N), l1 – vzdálenost středů podpěr (mm), b – šířka zkušebního tělesa (mm), t – tloušťka zkušebního tělesa (mm) 32
Modul pružnosti byl přímo vypočten pracovním programem tXpert zkušebního zařízení (Zwick ZH 050), z lineární části zatěžovací křivky, přičemž zatížení nesmí překročit 40 % maximální síly Fmax, které bylo stanoveno z předběžné zkoušky (Obr. 12 – B): 4 l1 – vzdálenost středů podpěr (mm), b – šířka zkušebního tělesa (mm), t – tloušťka zkušebního tělesa (mm), F2 – F1 – přírůstek zatížení v přímkové části zatěžovací křivky (N), F1 – musí být přibližně 10 % a F2 – přibližně 40 % z maximálního zatížení, a2 – a1 – přírůstek průhybu ve středu délky zkušebního vzorku
A
B
Obr. 12: Zkušební metoda stanovení meze pevnosti a modulu pružnosti v ohybu: A – Princip ohybové zkoušky, 1 – ohybový vzorek, F – zatížení, t – tloušťka vzorku, B – zatěžovací křivka v oblasti pružné deformace (ČSN EN 310, 1995)
5.8. Statistické vyhodnocení Popisná statistika Popisuje stav nebo vývoj jevů na základním statistickém souboru. Vymezí se soubor jednotek, na nichž se jev zkoumá, a všechny jednotky se vyšetří z hlediska studovaného jevu, čímž se získá úplná statistická informace o studovaném jevu v příslušném souboru. K analýze vlastností konstrukčních materiálů byly použity tyto statistické charakteristiky: Aritmetický průměr ( ) – je hodnota, okolo níž kolísají prvky souboru: ∑
33
Medián ( ) – představuje hodnotu, kterou nese prostřední prvek statistického souboru uspořádaného podle velikosti: 0,5 Variační rozpětí (R) – představuje rozdíl mezi maximální a minimální hodnotou souboru, který je vyjádřený buď absolutně v jednotkách měřené veličiny nebo relativně:
Směrodatná odchylka (
) – používá se pro charakteristiku variability. Její rozměr je
stejný jako rozměr veličiny. U souboru s normálním rozdělením četností totiž platí, že v určitých intervalech daných násobky směrodatné odchylky kolem aritmetického průměru je určitá část počtu hodnot: ∑ Variační koeficient (
) – vychází z průměru a směrodatné odchylky a představuje
relativní míru variability (čím menší hodnota variačního koeficientu = menší variabilita souboru): · 100
Šikmost (nesouměrnost) – patří mezi charakteristiky tvaru a projevuje se tím, že v souboru je více hodnot menších než větších ve srovnání se střední hodnotou (levostranná nesouměrnost) nebo více hodnot větších než menších ve srovnání se střední hodnotou (pravostranná nesouměrnost). Špičatost (zahrocenost) – jedná se o srovnání ,,výšky a strmosti” polygonu rozdělení četností (srovnání koncentrace dat kolem určité skupiny hodnot) se základním vzorem rozložení hodnot daným normálním rozdělením (Drápela, Zach, 1999). Krabicový
graf
patří
k nejpoužívanějším
grafickým
znázorněním
rozložení
naměřených dat. Na první pohled je znázorněna hodnota mediánu. Jeho základ tvoří obdélník s určitou šířkou a délkou rovnou interkvartilovému rozpětí (rozdíl horního a dolního kvartilu). Od hran obdélníku, které představují hranici horního a dolního kvartilu vybíhají úsečky s kolmými zakončeními, což jsou přilehlé hodnoty. Přilehlé hodnoty leží nejblíže vnitřní hradbě souboru a bodu ležící z vnější strany hradby jsou odlehlé hodnoty (Kotalík, 2008). 34
6. CHARAKTERISTIKA VYBRANÝCH KONSTRUKČNÍCH MATERIÁLŮ 6.1. Cementotřísková deska CTD (Cement bonded particleboards) Cementotřísková deska (CTD) je deska vyrobená lisováním částic na bázi dřeva nebo jiných rostlinných částic pojených hydraulickým cementem s možnými přísadami. Nejrozšířenější minerální pojivo je hydraulický cement, který vytvrzuje vázáním vody a tvoří vodovzdorné pojivo. Rozlišujeme několik druhů hydraulického cementu – portlandský, hutní, hlinitanový a železoportlandský (Hrázský a Král, 2007). 6.1.1. Historie výroby První minerálně pojený kompozitní materiál vytvořený spojením sádry a dřeva byl vyvinut v Rakousku roku 1900. Poté v roce 1910 vznikl kompozitní materiály složený z dřevité vlny a minerálního pojiva s názvem Heraklit, který byl vyroben podle rakouského patentu udělenému Robertu Schererovi ve Vídni. Josef Brandsteiner poblíž Sonntagbergu užíval portlandský cement k výrobě prvních cementovláknitých desek již v roce 1920. První cementem pojené dřevěné třísky ve formě desek byly roku 1930 vyrobeny v Holandsku s hustotou okolo 400 kg/m3. V roce 1970 byla vyrobena Hansem Knöpfelem ze švýcarské firmy Durisol ve spolupráci s německou firmou Bison první cementotřísková deska vysoké hustoty. V roce 2000 byla použita plně automatická linka na výrobu cementotřískových desek nazývaných EltoBoard s hustotou 1250 až 1400 kg/m3 (E. J. van Elten, 2006). Výstavba závodu na výrobu cementotřískových desek v České republice byla zahájena v roce 1987. Do provozu byl závod uveden v roce 1991. V současnosti je společnost
CIDEM
Hranice,
a.s.
-
divize
CETRIS
největším
výrobcem
3
cementotřískových desek v Evropě. Výrobní kapacita linky je 55 000 m ročně (Cetris). 6.1.2. Suroviny a výrobní proces CTD Nejpoužívanější surovinou k výrobě CTD je smrk a jedle. Borovici lze také zpracovat, ale až po dokonalé oxidaci přítomných pryskyřic. Ostatní dřeviny s obsahem extraktivních látek (třísloviny, pryskyřice a tuky) nad 0,15 % jsou pro přímé zpracování
35
neevhodné. Z důvodu zppomalení neebo úplného o přerušení procesu vyytvrzování cementu (H Hrázský a Král, K 2007). Po odkornnění se suurovina sklaaduje 3 ažž 4 měsíce na dřevosskladě. Potté se na sppeciálních prstencových p h roztřískovvačích zpraccuje na jehllicovité třískky. Další su urovinou k výrobě CTD je portlaandský cement. K těmtto složkám se dále přiidává minerralizující láátka (vodní sklo, chloriid vápenatý, chlorid ho ořečnatý) a voda v (Obr. 13). Směs se vrství naa rovné occelové plechy, které jsou j stohov vány na seebe a v lisuu vysokým m tlakem slisovány na jmenovitouu tloušťku. Po ukončeení hydrataččního proceesu vytvrzen ním jsou stohy CTD roozebrány a přemístěnyy do klimatiizačního sklladu, ve kteeré minimállně sedm ní rovnováhhy 9 ± 4 % %. Poslední výrobní dnnů dozrávajjí. Poté se suší na staav vlhkostn opperací je foormátování desek na přířezy p (Ob br. 14). Huustota desekk je 1150 až 1450 kgg/m3. (Hrázzský a Král, 4/2004). 10%
2%
25% 63% %
dřevěné třísky cement voda hydratačční přísada
Obr. 13: Složení cementotříískových deesek (Cetris))
Obr. 14: Výýrobní schém ma cementtotřískových h desek: 1 – roztřískoování, 2 – míchání sm měsi, 3 – vrrstvení desek, 4 – lisovvání a vytvrzzování pod tlakem, 5 – zrání a sušení. 6 – foormátování, 7 – skladovvání, 8 – exxpedice (Cettris) 36
6.1.3. Klasifikace a technické požadavky cementotřískových desek dle ČSN EN 633 a ČSN EN 634 – 1, 2 Cementotřískové desky se mohou třídit podle různých kritérií, nejběžnější kritéria jsou: Podle pojiva - pojené běžným portlandským cementem (CEM) - pojené cementy na bázi hořčíku (např. magnezit) Podle úpravy povrchu - surové – hladké nebo se vzorem - broušené - povrchově upravené – kapalinou nebo práškem - povrchově upravené – oplášťováním (např. dekoračním laminátem, dekoračním papírem impregnovaným pryskyřicí, kovovou fólií, fólií) Podle zbarvení
Podle tvaru
- barevný
- s rovným povrchem a pravoúhlými boky
- nebarevný
- s profilovaným povrchem nebo boky
Technické požadavky Cementotřískové desky se musí shodovat v době expedice od výrobce se všeobecnými požadavky uvedenými v ČSN EN 634 – 1 (Tab. 2) a požadavkům na rozhodné vlastnosti uvedené v normě ČSN EN 634 – 2 (Tab. 3).
Všeobecné požadavky na cementotřískové desky Vlastnost
Požadavek
Rozměrová tolerance při nominálních hodnotách ± 0,3 mm tloušťka t (broušené desky) uvnitř desky a mezi deskami tloušťka (nebroušené desky) < 12 mm uvnitř desky 12 mm ≤ t < 15 mm a mezi deskami 15 mm ≤ t < 19 mm ≥ 19 mm délka a šířka Tolerance pravoúhlosti Vlhkost
± 0,7 mm ± 1 mm ± 1,2 mm ± 1,5 mm ± 5 mm 2 mm na m od 6 % do 12 %
Tab. 2: Všeobecné požadavky na cementotřískové desky (ČSN EN 634 – 1, 1997)
37
Požadavky pro rozhodné vlastnosti Metoda zkoušení
Jednotka
Požadavky (všechny tloušťky)
Hustota
EN 323
kg/m3
1000
Pevnost v ohybu
EN 310
N/mm2
9
EN 310
N/mm2
EN 319
2
N/mm
0,5
EN 317
%
1,5
Vlastnost
Modul pružnosti v ohybu Rozlupčivost Bobtnání po 24 h Rozlupčivost po cyklování Bobtnání po cyklování
Třída 1
4500
Třída 2
4000
2
EN 319 a EN 321
N/mm
0,3
EN 317 a EN 321
%
1,5
Poznámka 1 - Hodnoty pro pevnost v ohybu a pro modul pružnosti v ohybu uvedené v této tabulce musí být prokázány v kterémkoliv směru v rovině desky Poznámka 2 - S vyjímkou bobtnání a hodnot po cyklování platí hodnoty uvedené v této tabulce pro vlhkost materiálu při relativní vlhkosti 65 % a teplotě 20 °C
Tab. 3: Požadavky pro rozhodné vlastnosti (ČSN EN 634 – 2, 2007) 6.1.4. Druhy cementotřískových desek Lehké CTD stavební desky z dřevité vlny Jsou velkoplošné materiály vyrobené slisováním dřevité vlny (získané hoblováním kuláčů nebo pilařských odřezků), portlandského cementu a přidáním roztoku chloridu hořečnatého nebo chloridu vápenatého za účelem zlepšení vzájemného spojení cementu s dřevem a urychlení procesu vytvrdnutí cementu. Cementotřískové desky z dřevní vlny se vyrábí obvykle v rozměrech 2000 – 3000 mm x 600 mm x 15 – 100 mm. Jejich hustota se pohybuje v rozmezí 350 až 550 kg/m3 Používají se především jako lehké, izolační stavební desky (Hrázský a Král, 2007). CTD střední hustoty vyrobené z hrubých částic Tyto desky se vyrábí z dřevních částic tloušťky 0,5 – 5 mm, šířky 2 – 10 mm a délky 20 – 50 mm. CTD střední hustoty se vyrábí v rozměrech 2000 mm x 500 mm a tloušťkách 25, 35, 50, 70 mm. Jejich hustota se pohybuje v rozmezí 500 – 600 kg/m3. V ČR vyrábí tento typ desek firma VELOX WERK s.r.o. v Hranicích na Moravě. Při výrobě tohoto typu desek je tvar dřevních částic méně rozhodující a mohou být použity různé kusové odpady dřevin, které neinhibitují tvrdnutí cementu. Hlavní uplatnění nachází jako izlolační a protihlukové desky (Hrázský a Král, 2007).
38
CTD vysoké hustoty vyrobené z jemných třísek Tento typ desek byl vyvinut ve spolupráci švýcarské firmy DURISOL a německé firmy BISON. V ČR se tento typ CTD vyrábí pod obchodním názvem CETRIS od firmy CIDEM a.s. v Hranicích na Moravě, která vyrábí CTD ve formátu 3350 x 1250 mm, tloušťkách 8 – 40 mm a hustotě 1150 – 1450 kg/m3. CTD vysoké hustoty jsou lehké, obrobitelné normálními nástroji, odolné vůči hnilobě, houbám, hmyzu, vlhkosti a jsou těžko zápalné. Mohou být používány bez dalších povrchových úprav a není nutná ochrana hran vůči vlhkosti. Díky svým dobrým fyzikálním
a
mechanickým
vlastnostem,
jsou
cementotřískové
desky
stále
vyhledávanějším stavebním materiálem s celou řadou využití (Hrázský a Král, 2007). 6.1.5. Hlavní výhody cementotřískových desek Cementotřískové desky slučují výhodné vlastnosti cementu a dřeva, díky tomuto spojení dosahují velice dobré fyzikálně – mechanické vlastnosti (Tab. 4) a získávají řadu významných předností (Cetris): 1) Odolnost proti ohni – klasifikace podle reakce na oheň dle EN 13 501 – 1 je nehořlavá 2) Odolnost proti vlhku 3) Ekologičnost a hygienická nezávadnost – neobsahují nebezpečné látky jako azbest, formaldehyd a nezapáchají 4) Nebobtnavost – tloušťkové bobtnání při uložení desky ve vodě je max. 1,5 % 5) Odolnost proti plísním a hmyzu 6) Snadná opracovatelnost 7) Dobrá zvuková izolace 8) Mrazuvzdornost 9) Pružnost a nízká hmotnost Druhy desek CETRIS od společnosti CIDEM Hranice, a. s. Desky Cetris Basic Cementotřísková deska má hladký cementově šedý povrch (Příloha 1: A). Vyrábí se standardně v tloušťkách 8 až 32 mm (odstupňováno po 2 mm). Základní rozměr je 3350 x 1250 mm. Výrobce dodává CTD se zaoblenou nebo sraženou hranou pod úhlem 45 stupňů, frézované od tloušťky 12 mm.
39
Desky Cetris PD Tento typ desek je určen pro technologie suché podlahy (Příloha 1: B). Dodávají se ve formátu 1250 x 625 mm a tloušťkách od 16 do 28 mm. Desky jsou po obvodě opatřeny perem a drážkou a jsou určeny ke kladení na nosníky nebo k renovaci starých podlah. Desky Cetris PDB (Příloha 1: C) mají stejné parametry jako deska PD, pouze s tím rozdílem, že se kalibrují broušením. Desky Cetris Profil Cementotřísková deska tloušťky 10 až 12 mm, jejíž povrch tvoří reliéf imitující strukturu dřeva nebo břidlice (Příloha 1: D). Základní rozměr desky je 3350 x 1250 mm. Využívají se především jako fasádní obkladové desky v exteriérech i interiérech. Další variantou fasádní obkladové desky je typ Cetris Finish tloušťky 10 až 32 mm a základního formátu 3350 x 1250 mm. S hladkým povrchem opatřeným základním nátěrem a finální barvou (Příloha 1: E). Cementotřísková deska tloušťky 10 až 12 mm, jejíž povrch tvoří reliéf imitující strukturu dřeva nebo břidlice a je opatřena základním nátěrem a finální barvou má označení Cetris Profil Finish (Příloha 1: F). Cetris Dolomin New Povrch tohoto typu desky je opatřen posypem mramorové drtě různých zrnitostí a barvy. Desky jsou dodávány v tloušťce 12 mm, základním formátu 1250 x 3350 mm. Používají se především jako fasádní obkladové desky v exteriérech. Cetris Akustic Cementotřísková deska je vyráběna opracováním základního typu desky Cetris Basic. Povrch desky je hladký, cementově šedý s vyvrtanými pravidelnými otvory průměru 12 mm, díky kterým se dosáhnou lepší mechanické a především akustické parametry (Příloha 2: A). Tyto vlastnosti předurčují použití desky jako pohltivý akustický obklad do sportovních zařízení a prostor s proměnlivou teplotou a vlhkostí. Základní rozměr desky je 1250 x 625 mm, tloušťka 8 až 10 mm. Pokud je povrch desky opatřen základním nátěrem a finální barvou má označení Cetris Akustic Finish (Příloha 2: B) (Cetris; Hrázský a Král, 4/2004).
40
Fyzikální a mechanické vlastnosti CTD Cetris Hustota (kg/m3) Pevnost v tahu za ohyb (N/mm2) Modul pružnosti (N/mm2) Pevnost v tahu kolmo na rovinu desky (N/mm2) Stav vlhkostní rovnováhy při 20 °C a relativní vlhkosti 50 % (%) Lineární roztažnost při změně vlhkosti vzduchu z 30 % na 85 % při 20 °C Součinitel tepelné roztažnosti (mm/m °C) Nasáklivost desek po 24 h uložení ve vodě (%) Tloušťkové bobtnání po 24 h uložení ve vodě (%) Stupeň hořlavosti Součinitel tepelné vodivosti (W/mK) Vzduchová neprůzvučnost (dB) Mrazuvzdornost při 50 cyklech
1150 - 1450
ČSN EN 323
min. 9
ČSN EN 310
min. 4500
ČSN EN 310
min. 0,5
ČSN EN 319
Moscow State Forestry University (GOST norm*) GOST 1100 - 1400 26816-86 GOST 9 až 11 26816-86 4500
9±3
6 až 12
0,2
0,2
GOST 26816-86
Metodika VÚPS
0,011 max. 32 max. 1,5
1,22
A - nehořlavé
ČSN 73 0862
max. 0,35
ISO 8302
30 - 32
ČSN 73 0513
RL > 0,7
ČSN EN 1328
1,7
45 až 65
Tvrdost (N/mm2)
0,26
GOST 874788 GOST 11843-76
Tab. 4: Přehled fyzikálních a mechanických vlastností cementotřískových desek (GOST norm jsou státní Ruské normy podobné DIN a ISO) (Cetris; E. J. van Elten, 2006) 6.1.6. Technologické vlastnosti a použití CTD Cementotřískové desky lze opracovávat stejnými nástroji jako rostlé dřevo. Nástroje musí být opatřeny tvrdokovem (SK plátky). Desky lze brousit, řezat, vrtat a frézovat. Obráběcí stroje musí být opatřeny účinným odsávacím zařízením, z důvodu vzniku velmi jemného prachu. Optimální řezná rychlost je v rozmezí 30 – 60 m/s. Do desek lze vyfrézovat pero, polopero, pero a drážku. Doporučená řezná rychlost se pohybuje v intervalu 25 – 35 m/s. Ruční broušení lze provádět, pokud je nutné odstranit nerovnosti v ploše nebo zdrsnit povrch desky. Používají se elektrické ruční brusky s brusným papírem zrnitosti 40 -80. 41
Kotvení CTD lze provádět šrouby, sponami a nýty, které musí mít povrchovou protikorozní úpravu. Pro správné přišroubování desek do dřeva je nutné dodržet maximální rozteč nosné konstrukce a připevňujících prvků. Nejvýhodnější jsou samořezné vruty s dvojbodovým závitem a zápustnou hlavou. Při kotvení by vrut do dřevěné konstrukce měl zasahovat minimálně ze 2/3 své délky (Příloha 3: A). Pro přichycení desek k plechovým profilům se používá samořezného vrutu 3,9 x 22 (30) mm v interiéru a exteriéru pro přichycení desek tloušťky 12 až 14 mm vrut 4,2 x 25 mm (Příloha 3: B). Při kotvení na plechové profily by měl vrut přesahovat minimálně 10 mm přes tloušťku desky. Při použití desek pro opláštění stěn, příček a podhledů je nutno desku dilatovat o minimální šířce spáry 5 mm. Vzniklá spára se zakryje krycí lištou, plastovým a plechovým profilem nebo trvale pružným tmelem na bázi akrylátových pryskyřic a polyuretanů (Příloha 4). Pokud je nutno použít silikonový tmel, musí být styčné plochy upraveny penetrací. Před aplikací povrchových úprav je nutné desky opatřit základním nátěrem, pro stabilizaci povrchu a snížení nasákavosti. Pro vrchní nátěr je nutné použít barvy doporučené výrobcem pro cementový podklad. Nátěrové hmoty musí obsahovat pigmenty stabilní v alkalickém prostředí. Nestabilní pigmenty mohou vést ke změnám barevných odstínů. Povrch desek musí být suchý, čistý bez mastnot a olejů (Hrázský a Král, 4/2004; Cetris). Cementotřískové desky se úspěšně používají jako podlahové desky (Příloha 10 – A), při sanaci starých dřevěných podlah nebo systémech plovoucích podlah (Příloha 5, Příloha 6). Pokud jsou v kombinaci s tepelně izolačními materiály, vytváří podlahovou konstrukci s požadovanými izolačními vlastnostmi i ochranou proti ohni. Únosnost podlahových desek používaných pro konstrukce podlah (Cetris PD a PDB) jsou znázorněny v Příloha 8 a Příloha 9. Další možností využití CTD ve stavebnictví je jejich aplikace jako fasádní odvětrávané systémy (Příloha 10 – B), sloužící pro ochranu obvodových konstrukcí před povětrnostními vlivy a k vytváření estetického vzhledu. Tento systém je vhodný jak pro novostavby, tak rekonstrukce rodinných i bytových domů, administrativních, občanských, průmyslových a zemědělských objektů. Fasádní odvětrávané systémy na nosné konstrukci jsou systémy, které plně vyhovuje všem funkčním, tepelně technickým, statickým i architektonickým požadavkům při dostatečné životnosti 42
(Příloha 11). Pro kotvení desek na fasádě se používají dřevěné nosné rošty, hliníkové profilované nebo kombinované rošty. CTD se velmi často aplikují v požární ochraně konstrukcí – především ve svislých stěnových konstrukcích jako nosné a nenosné stěny (maximální výška do 4 m) na dřevěné kostře (Příloha 13), příčky nebo dodatečné obklady stěn s požární odolností až 180 minut. A také pro protipožární vodorovné konstrukce, kde se CTD využívá pro skladby stropních a podlahových konstrukcí nebo podhledů (Hrázský a Král, 4/2004; Cetris). Další možnost využití CTD: - obklady ocelových konstrukcí - systémy ztraceného bednění - záklopy střešních konstrukcí nebo nosiče střešní krytiny - opláštění soklu staveb (Příloha 14) - výplň zábradlí, schodišť, balkónů a teras (Příloha 12) V západní Evropě se cementotřískové desky převážně používají z 20% na protipožární konstrukce, 20% kancelářský nábytek (kontejnery) odolné proti požáru a vlhkosti, kuchyňský a koupelnový nábytek, 20% různé výrobky a doplňky pro průmyslovou výrobu, 15% podlahové konstrukce, 15% prefabrikované panely pro stavební průmysl, 10% odvětrávané fasády domů (E. J. van Elten, 2006).
6.2. Oriented Strand Board OSB (Oriented strand boards) OSB je velkoplošný materiál vyráběný z orientovaných plochých třísek. Třísky jsou ve vnějších vrstvách orientovány rovnoběžně s délkou desky, třísky ve středové vrstvě jsou orientovány náhodně nebo kolmo na třísky vnějších vrstev. Vliv orientace třísek na pevnostní vlastnosti OSB, zejména na pevnost v ohybu, se významně projevuje s růstem štíhlostního stupně, tj. s růstem plošných rozměrů třísek (Hrázský a Král, 2007). 6.2.1. Historie výroby Vzniku orientovaných třískových desek (OSB) předcházela výroba velkoplošné desky Waferboard, která se začala vyrábět v Kanadě (Saskatchewanu) roku 1961. Postupně se výroba rozšířila do USA. Tyto materiály jsou vyráběny z plochých, tlustých třísek (středové vrstvy až 1 mm, povrchové vrstvy až 0,6 mm) nejčastěji z topolu, osiky a borovice, které jsou v neorientovaném stavu slepeny v desku. 43
V roce 1978 se zjistilo, že orientací třísek v povrchových vrstvách lze dosáhnout vyšších pevností výrobků. V 80. letech započalo vítězné tažení OSB desek v USA. Po drastickém cenovém pádu v 90. letech se pozice OSB stabilizovala a jejich výroba začala opět stoupat. První evropský závod na výrobu OSB, postavila německá firma Bison v Bevernu v roce 1979. Poptávka po OSB roste po celé Evropě a vznikají nové výrobní závody (Příloha 15). Světová produkce OSB v letech 1990 až 2001 je uvedena v Příloha 16. V ČR byla v roce 2005 uvedena do provozu výrobní linka ve společnosti KRONOSPAN CZ s.r.o., v Jihlavě. Která vyrábí OSB desky pod obchodním názvem Superfinish. V prosinci 2009 byl uveden do provozu nový závod na výrobu OSB v Rumunsku s roční kapacitou 350 000 m3. Kronospan se svými 27. závody (Příloha 17) na výrobu plošných materiálů (dřevotřískové, dřevovláknité a OSB desky) se stal předním světovým výrobcem těchto materiálů (Na dřevo 2009; Hrázský a Král, 2007; Štefka, 2007). 6.2.2. Objem produkce ve Světě a Evropě V 80. letech se zvyšuje zájem architektů, stavebníků a restaurátorů o OSB jako stavebních konstrukčních panelech. Jejich popularita stále roste a koncem roku 1980 USA a Kanada započali sériovou výrobu. V následujícím roce byly postaveny nové výrobní závody v USA, Kanadě a také Evropě což vedlo k dvojnásobnému navýšení světová produkce OSB desek (Příloha 16). V roce 1999 globální produkce OSB dosáhla 19,7 miliónů m3, z kterých 10 miliónů m3 a 7,5 miliónů m3 byly vyrobeny v USA a Kanadě. Zatím co v Evropě dosáhla produkce hodnoty 1 miliónu m3. V Evropě vznikají nové továrny na výrobu OSB desek především ve Francii, Irsku, Lucembursku, Polsku, Velké Británii a Německu (Příloha 15). V průběhu roku 2000 celková evropská produkce OSB desek vzrostla o 66 % a v roce 2004 činila 2,7 miliónů m3. Severní Amerika představuje hlavního spotřebitele OSB desek s podílem okolo 93,5 % z globální spotřeby. Evropský podíl činí 5,1 % globální spotřeby a dominantní postavení zaujímá Velká Británie s téměř 30 % z celkové evropské spotřeby. Třetí hlavní spotřebitel OSB je Japonsko s 1,1 % globální spotřeby (European panel products symposium, 2000). V průběhu roku 2005 produkce OSB dosáhla 3 miliónů m3, která je o 8 % vyšší než v předchozím roce. Produkce jednotlivých evropských států v letech 2004 až 2009 je 44
uvvedena na obrázku o Obrr. 15. Více než n 75 % z celkové Evropské proddukce OSB desek je urrčena pro exxport. Celkkem 64 % z evropské produkce p byylo exportoováno do záápadních evvropských států s a 13 % bylo exporrtováno do východních v h států. Produkce OSB desekk se v USA zvýšila z 14 4,3 miliónůů m3 v roce 22004 na 15 miliónů m3 v roce 20005. Zatímcco v Kanaděě produkce OSB desekk vzrostla z 8,3 milión nů m3 na 8,,8 miliónů m3 (Obr. 16). Celkovvá produkcee OSB deseek v Severnní Americe vzrostla z 23,4 miliónnů m3 v roce 2004 na 29,9 2 milión nů m3 v rocee 2008 (Forrest products Anual w, 2005 – 2006). 2 market review Import a export OSB desek USA, U Kanad dy a jednottlivých evrropských sttátů jsou P 19. uvvedeny v Přříloha 18 a Příloha
1000 m3
Pro odukce OSB B v Evropě 1200 0 1000 0 800 0 600 0 400 0 200 0 0
2004 2005 2006 2007 2008 2009
Obr. 15: Proddukce OSB desek v Evvropě (UNECE TIMBER R database,, 2009)
Produkce OSB v USA A a Kanadě
1000 m3
150 000 100 000 Canada United States
50 000 0 2004
2005
2 2006
2007 7
2008
2 2009
SA a Kanad dě (UNECE TIMBER daatabase, 20 009) Obr. 16: Proddukce OSB desek v US 45
6.2.3. Suroviny a výrobní proces Pro výrobu OSB desek by měly být použity dřeviny s hustotou v rozmezí 350 až 700 kg/m3. Pokud se použijí dřeviny, které mají nižší hustotu než je uvedené rozmezí, dochází ke snižování mechanických vlastností a vzniku trhlin při lisování desek. V Evropě se nejčastěji používá jako vstupní surovina borovice nebo smrk. V Severní Americe se využívá především osika, topol, bříza a borovice. Jako vhodnou vstupní surovinu je možné také použít tropické dřeviny meranti, kaučukovník a eukalyptus. Celková výtěž dřeva při výrobě OSB desek je téměř dvojnásobně vyšší (až 80 %) než při výrobě překližek nebo řeziva (40 až 60 %). Výrobní proces (Obr. 17) začíná dokonalým odkorněním (malý obsah kůry způsobuje snížení mechanických vlastností a estetické vady) na rotorových nebo bubnových odkorňovačích. Další důležitou fází výroby ovlivňující ekonomiku celého výrobního procesu je výroba třísek. Typická tříska s rozměry 75 x 25 x 0,6 mm a vstupní vlhkostí nad 60 % se vyrábí na diskových nebo válcových roztřískovačích. Po roztřískování jsou třísky prostřednictvím síťového třídiče rozděleny a nevyhovující se posílají do dezintegračního mlýna. Následuje sušení třísek ve speciálních sušících systémech na technologickou vlhkost 2 až 4 %. Po vysušení jsou třísky tříděny na tři frakce – dlouhé třísky pro povrchové vrstvy, menší pro středové vrstvy. Dříve se používaly bubnové třídiče, v současnosti jsou používány válečkové třídiče, kde se velikost třísek nastavuje pomocí mezery mezi válečky. Nejpoužívanější lepidla pro výrobu OSB desek jsou močovinoformaldehydová, fenolformaldehydová nebo isokyanátová lepidla (odolná vůči vodě) případně jejich kombinace. Nanášení lepidla probíhá pomocí speciálních nanášeček, ve kterých je lepící směs vstřikována tryskami a rychle se otáčejícími diskovými rozprašovači. Další velice důležitou technologickou operaci ve výrobě OSB je vrstvení třísek a jejich správná orientace. Orientace třísek se provádí buď pomocí mechanických, nebo elektrostatických vrstvících stanic. Mechanické vrstvící stanice při podélné orientaci vrství třísky pomocí horizontálně a vertikálně kmitajících nožů nebo kotoučových válců. Při příčné orientaci pokládají vrstvící válce s jednotlivými sekcemi třísky přesně na podložku v požadovaném směru. Elektrostatické vrstvící stanice pracují na principu, kdy třísky při přechodu mezi rovnoběžně uspořádanými elektrodami působí jako dipól.
46
Usměrňují se ve směru elektrostatického pole mezi deskami. Elektrostatické vrstvení je závislé na vlhkosti třísek, optimální vlhkost se nachází v rozmezí 10 až 15 %. Navrstvený třískový koberec potřebných formátů je dopraven k lisovacímu zařízení (víceetážové lisy) se specifickým tlakem 5 MPa a lisovací teplotou 220 °C nebo modernější kontinuální lisy. Důležitým faktorem lisování je specifický lisovací čas (lisovací faktor), což je doba potřebná na vylisování 1 mm tloušťky desky. Tento lisovací faktor je závislý především na použitém druhu lepidla. Po vylisování jsou desky podélně a příčně děleny, ochlazeny v chladících turniketech a broušeny (Hrázský a Král, 1/2004; Hrázský a Král, 2007; Štefka, 2007).
Obr. 17: Výrobní postup OSB desek (http://www.osbguide.com) 6.2.4. Klasifikace a barevné značení OSB desek podle ČSN EN 300 Kvalitativní parametry OSB desek určuje evropská norma EN 300, která je v ČR vydána jako ČSN EN 300. Tato norma rozděluje OSB desky do čtyř tříd podle kvalitativních parametrů OSB/1, OSB/2, OSB/3 a OSB/4 (Tab. 5). Desky z orientovaných plochých třísek expedované od výrobce musí splňovat všeobecné požadavky uvedené v Tab. 6. Jednotlivé požadavky na desky OSB podle ČSN EN 300 jsou uvedeny v Tab. 7 a Tab. 8.
47
Dobrovolný systém barevného značení OSB desek Používají se dvě barvy, kdy první barva značí, zda je deska určena pro všeobecné účely nebo nosné účely. Druhá barva udává, zda jde o desku pro použití v suchém nebo vlhkém prostředí. První barva – bílá
všeobecné použití
– žlutá
nosné účely
Druhá barva – modrá
suché prostředí
– zelená
vlhké prostředí
Příklad barevného značení OSB/1
bílá, modrá
OSB/2
žlutá, žlutá, modrá
OSB/3
žlutá, žlutá, zelená
OSB/4
žlutá, zelená
6.2.5. Nejpoužívanější druhy OSB desek Na trhu v USA, kde mají OSB přední postavení v použití jako konstrukční materiál pro dřevostavby, rozlišují dvě kategorie – desky pro všeobecné použití a speciální produkty. V severní Americe jsou desky pro všeobecné použití využívány z 65 % na stavbu nových domů (konstrukční materiál stěn, střešní desky, podlahy). Z 19 % slouží k renovaci starých domů a nahrazují překližky. Speciálním produktem OSB desky je TJI nosník, který je vytvořen jako dvojitý „T” nosník s uplatněním v konstrukcích střech. Mezi dvěma dřevěnými pásy se nachází stojina z OSB. Překližka by byla na tomto místě patřičně dražší. Proto byly vyvinuty speciální tenké OSB tloušťky 3 až 5 mm, které slouží jako středné vrstva překližek. Mezi další speciální produkty patří OSB pod obchodním názvem Triboard, které mají pro středové vrstvy použity neorientované dlouhé třísky a povrchové vrstvy jsou z vláknitého materiálu. V Evropě jsou nejznámější desky Sterling OSB od skotského výrobce Nexfor a Eurostrand OSB vyráběné německou firnou Egger, které se vyrábějí v tlošťkách 6, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 18, 22, 25, 28, 33, 38 a 40 mm, ve formátech 1250 x 2650 (2800) mm. Mohou být broušené a nebroušené v provedení „pero – drážka”, jako dvoustranné (5000 x 675 mm) nebo čtyřstranné (2440 x 590, 2500 x 675, 2500 x 1250 mm) jejich fyzikální a mechanické vlastnosti jsou uvedeny v Tab. 9. OSB desky pod obchodním názvem Superfinish od společnosti KRONOSPAN s.r.o., jsou vyráběné v tloušťkách
48
6 – 32 mm a formátu 1250 x 3000 mm. Možná výrobní délka desek je 2440 až 5000 mm, šířka 625 až 2500 mm (Hrázský a Král, 2007; Hrázský a Král, 5/2004).
Typy OSB podle EN 300 a ČSN EN 300 Typ OSB/1 OSB/2 OSB/3 OSB/4
Oblast použití Desky pro všeobecné účely a pro použití v interiéru v suchém prostředí 1 Desky pro nosné účely pro použití v suchém prostředí Desky pro nosné účely pro použití ve vlhkém prostředí 2 Zvlášť zatížitelné nosné desky pro použití ve vlhkém prostředí
Tab. 5: Typy OSB dle EN 300 a ČSN EN 300: 1 Suché prostředí – vyznačuje se vlhkostí materiálu, odpovídající teplotě 20 °C a relativní vlhkosti vzduchu, která pouze několik týdnů v roce překročí 65 %,
2
Vlhké prostředí – vyznačuje se vlhkostí materiálu,
odpovídající teplotě 20 °C a relativní vlhkosti vzduchu, která pouze několik týdnů v roce překročí 85 % (ČSN EN 300, 2006)
Všeobecné požadavky na OSB desky Zkušební Vlastnost postup Tolerance jmenovitých rozměrů EN 324 - 1
Požadavek
tloušťky (broušené desky uvnitř a mezi deskami)
± 0,3 mm
tloušťky (nebroušené desky uvnitř a mezi deskami)
± 0,8 mm
délky a šířky
± 3,0 mm
Tolerance přímosti boků :
EN 324 - 2
1,5 mm/m
Tolerance pravoúhlostí :
EN 324 - 2
2,0 mm/m
Vlhkost :
EN 322
OSB/1, OSB/2
2 - 12 %
OSB/3, OSB/4
5 - 12 %
Tolerance hustoty
EN 323
± 10 %
(vztaženo na střední hustotu uvnitř desky) Obsah formaldehydu (perforátorová metoda) : třída 1
EN 120 ≤ 8 mg/100 g > 8, ≤30 mg/100 g
třída 2
Tab. 6: Všeobecné požadavky na OSB desky (ČSN EN 300, 2006)
49
Požadavky na OSB podle ČSN EN 300 OSB/1 a OSB/2 Vlastnost
Zkušební postup Jednotky
Rozsah tlouštěk (mm, jmenovitá hodnota) 6 až 10 10 až 18 18 až 25
Pevnost v ohybu EN 310 N/mm2 20 / 22 18 / 20 - hlavní osa Pevnost v ohybu EN 310 N/mm2 10 / 11 9 / 10 - vedlejší osa Modul pružnosti v ohybu EN 310 N/mm2 2500 / 3500 2500 / 3500 - hlavní osa Modul pružnosti v ohybu EN 310 N/mm2 1200 / 1400 1200 / 1400 - vedlejší osa Pevnost v tahu kolmo na rovinu EN 319 N/mm2 0,30 / 0,34 0,28 / 0,32 desky Bobtnání po 24 h EN 317 % 25 / 20 25 / 20 Poznámka: Údaje pro jednotlivé typy OSB jsou rozděleny lomítkem
16 / 18 8/9 2500 / 3500 1200 / 1400 0,26 / 0,30 25 / 20
Tab. 7: Požadavky na OSB/1 a OSB/2 dle ČSN EN 300 (ČSN EN 300, 2006; Kronospan) Požadavky na OSB podle ČSN EN 300 OSB/3 a OSB/4 Vlastnost Pevnost v ohybu - hlavní osa Pevnost v ohybu - vedlejší osa Modul pružnosti v ohybu - hlavní osa Modul pružnosti v ohybu - vedlejší osa Pevnost v tahu kolmo na rovinu desky Bobtnání po 24 h Pevnost v ohybu po zkoušce cyklování
Zkušební postup
Jednotky
EN 310
Rozsah tlouštěk (mm, jmenovitá hodnota) 6 až 10
10 až 18
18 až 25
N/mm2
22 / 30
20 / 28
18 / 26
EN 310
N/mm2
11 / 16
10 / 15
9 / 14
EN 310
N/mm2
3500 / 4800
3500 / 4800
3500 / 4800
EN 310
N/mm2
1400 / 1900
1400 / 1900
1400 / 1900
EN 319
N/mm2
0,32 / 0,50
0,32 / 0,45
0,30 / 0,40
EN 317
%
15 / 12
15 / 12
15 / 12
EN 321
hlavní osa
EN 310
N/mm2
9 / 15
8 / 14
7 / 13
Rozlupčivost po zkoušce cyklování
EN 321 EN 319
N/mm2
0,18 / 0,21
0,15 / 0,17
0,13 / 0,15
Poznámka: Údaje pro jednotlivé typy OSB jsou rozděleny lomítkem
Tab. 8: Požadavky na OSB/3 a OSB/4 dle ČSN EN 300 (ČSN EN 300, 2006; Kronospan) 50
6.2.6. Hlavní výhody OSB desek OSB jsou víceúčelové desky vyráběné unikátní technologií lepení přesně definovaných dřevěných třísek ve třech na sebe kolmých vrstvách, díky které získávají řadu významných předností. Rozměry, tvar a směrová orientace třísek v jednotlivých vrstvách maximálně využívají přirozené vlastnosti dřeva k dosažení velmi dobrých mechanických a fyzikálních parametrů desek (Tab. 9). Desky neobsahují přirozené vady rostlého dřeva, jako jsou suky a praskliny (Kronospan). Přednosti OSB desek: 1) Výroba z obnovitelných zdrojů surovin 2) Menší spotřeba energie na zhotovení objektu 3) Ekologický materiál pro použití v exteriéru i interiéru, ekologická likvidace zbytků 4) Vhodný pro difúzně otevřené nebo difúzně uzavřené konstrukce 5) Přirozený regulátor prostupu atmosférické vlhkosti obvodovou konstrukcí 6) Dobré tepelné a zvukové vlastnosti, odolnost vůči vlhkosti 7) Rozměrová přesnost a tvarová stabilita 8) Vysoká pevnost v tahu za ohyb podél osy desky – 5,3 až 8 N/mm2 9) Stěnová pevnost a odolnost vůči vyboulení 10) Bez vnitřních vad a suků 11) Výborný tepelný odpor 12) Dobrá požární odolnost – třída C 2 13) Materiálová houževnatost a odolnost vůči dynamickým zatížením 14) Vysoká odolnost proti vytažení spojovacích prostředků
51
Fyzikální a mechanické vlastnosti Vlastnosti
Sterling OSB
Eurostrand OSB
620 - 640 kg/m³
620 - 650 kg/m³
Mez pevnosti v ohybu kolmo na podélnou osu desky
30 N/mm²
29 - 36 N/mm²
Mez pevnosti v ohybu kolmo na příčnou osu desky
15 N/mm²
16 - 23 N/mm²
Modul pružnosti v ohybu kolmo na podélnou osu desky
5 kN/mm²
5 - 5,6 kN/mm²
Modul pružnosti v ohybu kolmo na příčnou osu desky
2kN/mm²
2,1 - 2,7 kN/mm²
0,5 N/mm² 430N (válcový hřebík průměr 3 mm) 0,13 W/m . K 0,15% 226 až 317 do 10 % E 1(do 2 mg HCHO/100 g a.s. desky) Is = 73 mm/min. 0,78 mm/min. 6% C2
0,5 N/mm²
Hustota
Pevnost v tahu kolmo na rovinu desky Odolnost vůči vytažení spojovacího prostředku Tepelná vodivost Lineární roztažnost při r.v. 65/85 % Součinitel difuze vodní páry par µ Bobtnání po 24 h. Emisní třída Index šíření plamene po povrchu desek Rychlost odhořívání βo Vnitřní vlhkost po výrobě Třída hořlavosti
430N (válcový hřebík průměr 3 mm 0,13 W/m . K 0,15% 150 až 300 do 8 % E 1(do 2 mg HCHO/100 g a.s. desky)
8±3% C2
Tab. 9: Fyzikální a mechanické vlastnosti OSB desek Sterling a Eurostrand (Hrázský a Král, 5/2004) 6.2.7. Technologické vlastnosti a použití Desky lze opracovávat stejnými postupy a nástroji jako rostlé dřevo. Vhodné je použít nástroje opatřeny tvrdokovem (SK plátky). Posuvná rychlost je závislá na použitém nástroji, doporučují se hodnoty mírně nižší než při opracování masivního dřeva. Také je možné bezproblémové řezání desek přenosnými elektrickými nástroji. Desky lze připevňovat klasickými spojovacími prostředky – hřebíky, vruty a sponami. Spojovací prostředky musí být z nerezové oceli nebo s pozinkovanou úpravou. Pro dosažení vyšších pevnostních parametrů, lze dosáhnout použitím hřebíků s plochou hlavou a prstencovou drážkou, hřebíky se závitovým koncem nebo rýhované hřebíky. Délka kotvících prostředků musí být minimálně 2,5 násobkem tloušťky připevňované desky, nikdy ne méně než 50 mm. Vzdálenost spojovacího prostředku od 52
okraje desky se musí rovnat sedminásobku průměru spojovacího prostředku. Rozestupy mezi jednotlivými hřebíky ve středu desky mohou být maximálně 300 mm, rozestupy na okraji desky mohou být maximálně 150 mm. Desky s rovnými hranami musí být připevňovány vždy na podpěře – stropní trám nebo podhledový nosník. Proti zamezení vyboulení a průhybů desek nižších tloušťek se má začít připevňování nahoře uprostřed a pokračovat směrem ke stranám a dolů. Pro viditelné plochy, které budou opatřeny nátěrem, se doporučuje použít broušené desky. Bez problémů je možné použít klasické nátěrové hmoty na dřevo transparentní nebo dekorační, při dodržení pokynů a ustanovení výrobců nátěrů. Z důvodu možných objemových změn vlivem měnící se vlhkosti prostředí je nutné vytvořit dilatační spáry. U desek s rovnými hranami při spojení na tupo, je doporučená vzdálenost spáry minimálně 3 mm. Stejnou velikost dilatační spáry je nutné dodržet i při styku desek s okolními konstrukcemi. U desek s vyfrézovanými hranami (pero a drážka) vytváří spáru automaticky (Příloha 20). Při montáži desek v řadě delší než 12 m, musí být každých 12 m vytvořena dilatační spára široká 25 mm. V konstrukcích plovoucích podlah je nutné ve styku se stěnou vynechat spáru 15 mm (Egger; Kronospan). OSB desky se úspěšně používají pro konstrukce vnější stěny, kde plní kromě výztužné funkce, také funkci parozábrany (sd > 2 m). Tato výhoda lze uplatnit u difúzně otevřených skladeb stěn s odpadnutím aplikace parozábranové fólie (Příloha 21 – A), ale za předpokladu dokonale oblepených dorazů a spojů. Desky však mohou být použity i u difúzně uzavřených skladeb stěn (Příloha 21 – B). Díky svým dobrým technickým parametrům a možností vytvoření profilu pero a drážka, jsou OSB desky často využívány pro aplikaci v interiéru. Jejich výhodou při této aplikaci je možnost bezproblémového zavěšení nábytku bez použití speciálních hmoždin. Při použití ve stropní a podlahové konstrukci (Příloha 22) je nutné provést kvalitní ochranu proti hluku obytných prostor izolačními materiály. Jako podklad u plovoucích podlah může být použita betonová mazanina nebo stěrka, PE fólie, podložka Mirelon, izolační dřevovláknitá deska Adipan nebo stabilizovaný polystyren. Desky Adipan se pokládají na suchý, očištěný podklad do vazby. Při pokládce desek je nutno dodržet spáry mezi jednotlivými deskami a u stěn. U podlahových konstrukcí na pevném roštu se desky montují vždy podélnou osou přes podpory. Pokud hrozí vzlínání vlhkosti do podlahové konstrukce je nutno zajistit podklad PE fólií o tloušťce minimálně 0,2 mm. 53
Desky se musí montovat na rošt do vazby a upevnit vruty k roštu nebo lepit pod zatížením. Jednotlivé spoje pero a drážka se opatřují lepidlem odolným vůči vlhkosti např. jednosložkovým polyuretanovým lepidlem. Po vytvrzení lepidla se celý povrch podlahové plochy obrousí a provede se úprava lakováním (Egger; Hrázský a Král, 5/2004; Kronospan). Konstrukční detaily rohového napojení obvodových stěn, připojení soklu obvodové stěny, napojení střešní konstrukce na nosnou obvodovou stěnu a přípoj stropní konstrukce na obvodovou stěnu jsou uvedeny v Příloha 23 aPříloha 24. Další uplatnění OSB desek - střešní konstrukce - finální pohledové obložení stěn a stropů - materiál pro výrobu stropních I – nosníků - plošný materiál pro opravy a rekonstrukce - materiál pro tesařské a bednící práce - dočasné oplocení stavenišť - materiál pro ztracené bednění - výplně dveří - nábytkové prvky a kostry pro čalouněný nábytek - výroba obalů, palet, přepravních kontejnerů - skladové hospodářství (např. regály) - konstrukce prodejních a výstavních stánků a pódií
6.3. Sádrokartonové desky SKD (Gypsum plasterboards) SKD se skládá ze sádrového jádra, ke kterému je pevně připojen silný trvanlivý papír (karton) tak, aby byla vytvořena plochá pravoúhlá deska. Papírové povrchy se mohou lišit podle použití jednotlivých druhů desek a jádro může obsahovat příměsi, které ovlivňují dodatečné vlastnosti. Podélné hrany jsou potažené a profilované papírem tak, aby vyhovovaly určenému použití (ČSN EN 520+A1, 2010). 6.3.1. Historie sádrokartonových desek Historie výroby sádrokartonových desek začala již v roce 1894, kdy Američan Augustine Sackett experimentoval se sádrou a filcovým papírem. Jeho hlavním cílem bylo vyrobit ohni vzdorné desky, které by se používaly k obkladu stěn a stropů, tyto desky byly patentovány dne 22. 5. 1894. Díky těmto prvotním výzkumů vznikly roku 54
1910 sádrokartonové desky se sádrovým jádrem a opláštěné papírem, určené pro vnitřní protipožární obložení na trámy. Po 1. Světové válce a díky použití speciálních strojů dosáhly sádrokartonové desky masové výroby. První továrna na sádrokartonové desky v Evropě vznikla v Anglii. V roce 1938 vznikla výrobna ,,Rigauer Gips und Zementwerke,, v Rize. Jednalo se o první výrobnu na evropské pevnině. Tato výroba byla v roce 1945 přestěhována do Německa, kde se továrna přejmenovala na Rigips. Koncem 50. let byla vyvinuta protipožární deska vyztužená skelnými vlákny, díky kterým si deska zachovává svůj tvar i po odpaření krystalicky vázané vody. Poté byly v Německu přijaty zásady pro montáž sádrokartonu a vznikly normy na výrobu desek. Největšího rozvoje dosáhly sádrokartonové desky v 70. letech v době energetické krize. Kdy byly přijaty nové zákony, které měly zajistit úspory energií a nové stavby se stavěly za použití kvalitních tepelně izolačních systémů. V současnosti se do popředí důležitosti dostávají i další aspekty hovořící pro výrobu sádrokartonových desek, mezi které patří především ekologie, recyklace, zdravotní nezávadnost a logistika (Šlachtová, 2005). 6.3.2. Suroviny a výrobní proces Sádrokartonové desky se vyrábí kontinuálním způsobem, kdy sádrová kaše (sádrovec smíchaný s vodou a přísadami) vytéká z míchačky na inkoustem potisklý spodní karton, který se odvíjí z role papíru a prochází soustavou válečků k odstranění napětí. Nejvíce se dnes využívá REA sádra (vyrobené z energosádrovce, který je vedlejším produktem vznikajícím mokrým odsiřováním kouřových plynů z elektráren na fosilní paliva vápencovou metodou). Poté se připojí horní karton opět zabaven napětí pomocí válečků. Deska pokračuje po transportním gumovém pásu o délce 260 m, na kterém dochází k vytvrdnutí sádry. Následuje hrubé formátování, sušení, přesné formátování a frézování příčných hran. Při výrobě sádrokartonové desky dochází k přidání impregnační látky přímo do sádrové kaše (Obr. 18). Papírový karton dodává SDK pevnost v ohybu a díky sádrovému jádru dosahují desky dobrou pevnost v tlaku. Běžné rozměry desek jsou – tloušťky 9,5, 12,5, 15 a 18 mm, šířka 1250 mm a délka do 3000 mm (Havířová, 2006; Nyč, 2005; Zapletal, 2005).
55
Obr. 18: Výroba SDK (hhttp://www.ayhanozdem mir.net/plassterboard%220plant.pdff) d a jejich obchodn ní značení 6..3.3. Druhyy sádrokarrtonových desek Znnačení sádrrokartonovýých desek podle p výrob bců (Havířřová, 2006;; Rigips; Šllachtová 20005; Zapletaal, 2005): - stavební deesky (GKB,, RB) – dekky jsou vho odné pro pooužití v inteeriérových suchých prrostorech s relativní vllhkostí mennší než 65 % při 20 °C, nebo ppro konstru ukce bez poožárních poožadavků. Lze L ohýbatt za sucha i studena. Deska máá bílo šedo ou barvu kaartonu a moodrý popis. - stavební s desky impregnnované (GK KBI, RBI) – vhodné pro prostory s maximáln ní trvalou reelativní vlhkkostí do 755 % při tepllotě 20 °C (není vhoddná pro kouupelny nebo o sprchy baazénů). Deska je schhopna snášeet v 24 hodinovém inntervalu poo dobu maaximálně 100 hodin relaativní vlhkoost vzduchu 85 % při 20 °C a po dobu d 2 hodinn i relativníí vlhkost 1000 % při 200 °C. Deskuu lze ohýbatt za mokra velmi v obtížžně, z důvoddu impregnaace proti vllhkosti. Barrva desky je zelená s modrým m popiisem. - stavební deesky pro požární odollnost (GKF F, RF) – prro použití ddo suchých h prostor (relativní vlhhkostí menší než 65 % při 20 °C)) s požadavkkem na požžární odolno ost (jsou vyyztuženy skkelnými vlákkny). Deskuu lze ohýbat za sucha i studena. D Deska má bílo šedou baarvu kartonuu a červenýý popis. - stavební s desky pro požžární odolnoost impregn nované (GKFI, RFI) – ppoužití jako o u desek G GKBI, ale s požadavkem m na požárrní odolnost. Jsou vhoodné pro prrostory s maaximální trvvalou relatiivní vlhkosstí do 75 % při teplottě 20 °C. Deska D je scchopna snáášet v 24 hoodinovém inntervalu poo dobu maximálně 10 hodin h relatiivní vlhkostt vzduchu 85 8 % při 56
20 °C a po dobu 2 hodin i relativní vlhkost 100 % při 20 °C. Deska má zelenou barvu a červený popis. Deska je kvůli impregnaci, těžko ohýbatelná za mokra. - sendvičové sádrokartonové desky – základ tohoto druhu desek tvoří sádrokartonová desky GKB. Jsou to desky s nalepenou další vrstvou pro zlepšení tepelných a akustických parametrů (nalepená vrstva polystyrenu nebo minerální vaty) nebo nalepenou pohledovou fólií na líci, která se používá pro přestavitelné příčky. - desky pro plovoucí podlahy – jedná se v podstatě o dvou nebo třívrstvý sendvič, složeny ze dvou nebo tří impregnovaných sádrokartonových desek s kartonem o vyšší plošné hmotnosti. Desky mají hnědý karton s nápisem Trockenunterboden (suchá podlaha). - perforované sádrokartonové kazety – tyto desky mají vlastnosti desek GKB (především v oblasti odolnosti proti vlhkosti) a podle reakce na oheň jsou zařazeny do třídy A2 – výrobek nebude přispívat k požáru. Nejběžnější výrobní rozměry jsou 600 x 600 nebo 625 x 625 mm s přiznanými spárami při kladení. 6.3.4. Klasifikace sádrokartonových desek dle ČSN EN 520+A1 Sádrokartonová stěnová deska (druh A) – s čelní plochou vhodnou pro nanesení sádrové omítky nebo dekorace Sádrokartonová stěnová deska se sníženou absorpcí vody (druh H) – desky obsahují přísady, které snižují absorpci vody. Sádrokartonová plášťová deska (druh E) – speciální desky určené k použití jako plášťové desky pro vnější stěny, nejsou určeny k dekoraci, nesmí být trvale vystaveny vnějším vlivům počasí. Deska má sníženou absorpci vody, musí mít minimální propustnost vodní páry. Difúzní odpor nesmí být větší než 25. Sádrokartonová stěnová deska se zvýšenou pevností jádra při vysokých teplotách (druh F) – deska s lícovou plochou vhodnou k nanášení sádrových omítek nebo dekorací. Desky obsahují minerální vlákna nebo jiné příměsi ke zvýšení soudržnosti jádra při vysokých teplotách. Sádrokartonová deska (druh P) – desky mají lícovou plochu vhodnou pro nanášení sádrových omítek nebo se spojují s dalšími materiály ve formě desek nebo panelů Sádrokartonová deska s kontrolovanou objemovou hmotností (druh D) – deska s lícovou plochou vhodnou k nanášení sádrových omítek nebo dekorace. Objemová hmotnost musí být nejméně 0,8 x 103 kg/m3.
57
Sáádrokartonoová deska se zvýšenoou pevnosttí (druh R)) – deska s lícovou plochou vhhodnou k nanášení n sáádrových om mítek nebo o dekorace, tyto deskky jsou urččeny pro sppeciální apliikace, kde je požadováána vyšší peevnost, majíí zvýšenou podélnou a příčnou loomovou pevvnost Sáádrokartonoová deska se zvýšenouu tvrdostí po ovrchu (druh I) – deskaa s lícovou plochou vhhodnou k nanášení n sáádrových omítek o nebo dekoracee. Jsou urččeny pro speciální s applikace, kdee je požadovvána vyšší odolnost o pov vrchu Prrofily hran n sádrokarttonových deesek Papírem potažené p hraany SKD jsoou origináln ní (podélné)) a příčné (O Obr. 19).
Obr. 19: Typy T hran sádrokarton s nových desek (ČSN EN N 520+A1, 2010; Nyč, 2005) 2 R Rozměry a tolerance t sáádrokarton nových deseek Sáádrokartonové desky (druh ( P) Šíířka - obvyklé o šířkky jsou 4000, 600, 900 a 1200 mm,, dovolené tolerance t jsoou Délka - obvyklé o déllky jsou 12000, 1500, 18800 a 2000 mm s toleraancí Tlloušťka - 9,5 9 a 12,5 mm, m tolerancce
mm
58
mm
mm
Sádrokartonové desky druhu A, H, D, E, F, I, R nebo kombinované Šířka - obvyklé šířky jsou 600, 625, 900, 1200 a 1250 mm, dovolené tolerance jsou
mm
Délka - dovolené tolerance jsou
mm
Tloušťka - 9,5 a 12,5, 15 mm, jiné tloušťky jsou přípustné, musí být však minimálně 6 mm - tolerance pro tloušťky pod 18 mm jsou
, ,
mm
Pravoúhlost - odchylka od pravoúhlosti nesmí přesahovat 2,5 mm na metr šířky 6.3.5. Hlavní výhody sádrokartonových desek Sádrokartonové desky se skládají ze sádrového jádra, ke kterému je pevně připojen silný trvanlivý papír (karton) tvořící ploché pravoúhlé stěny desky. Díky tomuto spojení získávají sádrokartonové desky dobré fyzikální a mechanické vlastnosti (Tab. 10) a řadu významných předností pro použití ve stavebním průmyslu, především v systému suché výstavby (ČSN EN 520+A1, 2010; Šlachtová, 2005; Rigips; Knauf): 1) Suché stavby, které podporují zdravé životní prostředí a představují finančně úspornou výstavbu. 2) Kvalitní vlastnosti sádry, která obsahuje makropóry (ovlivňuje vzdušnou vlhkost v obytném prostoru. 3) Dobrá požární ochrana, díky sádrovému jádru (obsahuje 20 % krystalicky vázané vody, která v případě požárů působí jako hasící voda). 4) Snadné upevňování sádrokartonových desek hřebíky nebo samořeznými šrouby a tvarovatelnost 5) Izolační vlastnosti, dlouhá doba životnosti, rychlé a čisté konstrukční řešení 6) Výborné tepelně izolační vlastnosti a vysoký zvukový útlum 7) Vybudované prostory ihned k používání 8) Nízká hmotnost 9) Snadná opravitelnost stěn 10) Rovinnost konstrukce, neprůzvučnost 11) Ekonomická efektivita
59
Fyzikální a mechanické vlastnosti SKD Rigips Vlastnost
Hodnota
Jednotka
0,5
% hmotnosti
0,21 6 - 10
W/mK
5 - 8 x 10-6
na % relat. W
1,3 - 2 x 10-5
na °K
A2 - s1, d0 0,21 1,06
W/mK kJ/kg.K
Tvrdost dle Brinella
10 - 18
N/mm2
Koeficient tepelné roztažnosti
0,0015
%/K
Roztažnost / Smrštění při změně w o 30 % při 20 °C
0,2
mm/m
Ustálená vlhkost při 65% relativní vlhkosti
0,5
%
Hodnota pH
7-8
Vyrovnaná vlhkost při 20 °C a 65% relativní vlhkosti Tepelná vodivost výpočtová hodnota Faktor difúzního odporu Součinitel délkové roztažnosti při změně vlhkosti Součinitel délkové roztažnosti při změně teploty Reakce na oheň dle ČSN EN 13501 - 1 Tepelná vodivost Měrná tepelná kapacita
X k vláknům kartonu 1 - 1,2 MPa ↕ s vlákny kartonu 1,8 - 2,5 MPa X k vláknům kartonu 5 - 10 MPa Pevnost v tlaku ↕ s vlákny kartonu 5 - 10 MPa X k vláknům kartonu 3 - 4,5 MPa Pevnost ve smyku ↕ s vlákny kartonu 2,5 - 4 MPa 2000 MPa Modul pružnosti v X k vláknům kartonu tahu za ohyb ↕ s vlákny kartonu 2500 MPa Tvrdost X k vláknům kartonu 10 - 18 MPa Poznámka: X - značka pro kolmý směr, ↕ - značka pro podélný směr Pevnost v tahu
Tab. 10: Fyzikální a mechanické vlastnosti SKD Rigips (Rigips) 6.3.6. Technologické vlastnosti a použití Sádrokartonové desky jsou přepravovány na paletách, kde jsou uloženy naplocho. Z důvodu ochrany před vlhkostí, mohou být desky montovány až po potřebném vyschnutí konstrukcí prováděných mokrým způsobem a po dokončení montáže zajistit dostatečné větrání uvnitř prostor. Desky musí být před samotnou montáží uloženy v prostorách stavby minimálně 48 hodin, z důvodu vyrovnání své vlhkosti. Strojní opracování desek nevyžaduje, žádné speciální strojní vybavení, pouze dokonalou vzduchotechniku. Při řezání nebo frézování vzniká velké množství
60
prachových částic. Dělení desek na jednotlivé přířezy lze provádět i ručně s využitím speciálních nožů, jemnozubé pily nebo ruční obloukové pily. Pokud se jedná o klasické sádrokartonové desky (bez impregnace proti vlhkosti), je možné desky tvarovat do oblouku. Technologický postup začíná máčením a roztíráním teplé vody po ploše tlačené strany desky, dokud se voda nevsákne (tento postup opakujeme 3krát po sobě). Poté máčenou desku vkládáme do tvarovací matrice máčenou stranou a pozvolna stláčíme desku k matrici. Takto tvarovaná deska se musí nechat vysušit po dobu 12 hodin. Pro tvarování jsou nejvhodnější desky s tloušťkou 6 až 9,5 mm. Sádrokartonové desky se upevňují pomocí ocelových profilů (Příloha 25) vyrobených z oboustranně pozinkovaných plechů tloušťky 0,6 až 2 mm, které jsou bez antikorozního nátěru určeny pouze pro vnitřní aplikace. Také šrouby jsou velmi důležitou
součástí,
která
ovlivňuje
mechanickou
stabilitu
konstrukce.
Pro
sádrokartonové desky se používají šrouby s pozinkováním nebo fosfátované, které nezpůsobují rezavé skvrny na deskách. Mezi další spojovací prostředky patří hřebíky – pozinkované hladké nebo vroubkované (Příloha 26) a sponky (Příloha 27), které představují velmi rychlý spojovací prostředek desek ke spodní dřevěné konstrukci. Nejrozšířenějším spojování sádrokartonových desek ve spárách, je pomocí tmelu, která se přelepují výstužnou páskou (Nyč, 2005; Šlachtová, 2005). Vnitřní sádrové jádro je křehké, ale spolupůsobením obou materiálů, kartonu a sádry, vzniká deska dostatečně odolná proti ohnutí a nárazu. Nelze ji však použít jako desku s výztužným účinkem pro opláštění nosných stěn. Protože jsou tyto desky těžce zapalitelné, používají se v dřevostavbách především jako protipožární ochrana. Tím, že jsou oba materiály, karton i sádra pórovité, přispívají i ke zvýšení tepelné a protihlukové ochrany, musí být však chráněny proti vlhkosti (Havířová, 2006; Zapletal, 2005). Sádrokartonové desky nacházejí v dnešní suché výstavbě řadu uplatnění, zejména pro: - dělící příčky interiéru (Příloha 29) - předsazené stěny a šachtové stěny (Příloha 30) - klasické i akustické podhledy a konstrukce podlah (Příloha 33) - obklady sloupů nebo nosníků (Příloha 32) - ohýbané konstrukce střešní konstrukce (Příloha 34)
61
6.4. Sádrovláknité desky SVD (Gypsum boards with fibrous
reinforcement) Sádrovláknité desky se skládají ze sádrového jádra vyztuženého vlákny, která mohou být anorganická nebo organická, za vzniku rovných pravoúhlých desek. Mohou obsahovat vlákna, příměsi nebo plniva pro získání doplňkových vlastností. Povrchy se mohou lišit podle způsobu použití. Příčné a podélné hrany mohou být profilované podle určeného použití. SVD jsou předmětem plynulé průmyslové výroby. Pro účely identifikace jsou tyto desky označovány písmeny GF – Gypsum fibre boards (ČSN EN 15283 – 2 + A1, 2010). 6.4.1. Suroviny a výrobní proces Při výrobě sádrovláknitých desek představuje hlavní surovinu sádrovec a celulózová vlákna získaná recyklací papíru (Obr. 20). V dnešní době se ve velké míře využívá REA sádra (vyrobené z energosádrovce, který je vedlejším produktem vznikajícím mokrým odsiřováním kouřových plynů z elektráren na fosilní paliva vápencovou metodou). Principiálně se sádrovláknité desky se vyrábí dvěma způsoby s ohledem na množství použité vody při výrobním procesu: Polosuchý výrobní postup Výrobní způsob, při kterém je množství přidané vody pouze v takovém množství, aby došlo k vytvrdnutí sádry, označujeme jako polosuchý výrobní postup. Obě základní suroviny jsou kontinuálně dávkovány do směšovače a po přidání potřebného množství vody (předvlhčení) je směs nepřerušovaně míchána. Poté je tato přivlhčená směs dopravena k vrstvícím stanicím (jejich počet je shodný s počtem vrstev desky). Teprve po navrstvení všech vrstev je přidání zbylé množství vody a to ve formě nástřiku (vodní mlha). Celková vlhkost navrstveného koberce je cca 18 %. Díky malému množství přidané vody je možno lisovat na kontinuálních lisech s velmi krátkými lisovacími časy (několik sekund). Lisováním se získávají SVD desky s kvalitním povrchem (nemusí se brousit). Po lisování jsou desky předformátovány a vzniklé odřezky při tomto opracování se dezintegrují a jsou opět využity. Konečné dozrávání probíhá v sušárnách, kde se suší na konečnou vlhkost 0,5 %. Poté jsou desky opět formátovány na přesné konečné rozměry. 62
M Mokrý výrobbní postup Druhý způůsob výrobyy SVD se nazývá n mokkrý výrobní postup, přii kterém je výchozí m materiál ze zásobníkuu dopravnííkem přivááděn do nádrže, n ve kterém je sádra suuspendovaná vodou. Tato T sádrováá suspenze je v mlýněě rozemletaa podle požžadované veelikosti zrnek a uskladdněna do zásobního z sila. s Starý papír p nebo vlákna rosstlinného půůvodu jsouu rozmělněna za příttomnosti vo ody až naa vlákninu. Tato vlák knina je doopravena do d nádrže a odtud steejně jako mletá m sádraa putuje doo směšovače. Směs z vláken a sáádry odpovíídá požadavvkům žádan ného poměrru (např. 1 : 10). Poté je směs přřiváděna k horním a dolním d odvvodňovacím m sítovým pásům, p z kkterých zforrmované deesky pokraččují do průbběžné sušárnny, ve které probíhají tyyto fáze: 1)) první fázee – sušení (hhorkým vzdduchem) po dobu 15 ažž 25 minut 3)) druhá fázze – vlhkost desky klesáá na nulu a její j teplota stoupá 2)) třetí fáze – probíhá kalcinace při p teplotě vzduchu 2550 až 300 °C (první polovina p suušárny), 1700 až 190 °C (druhá polovina sušárrny), celkovvý čas 15 ažž 25 minut a vlhkost vzzduchu pod bodem nassycení V Vysušené deesky se dostávají na pásový do opravník, naa kterém jsou zvlhčeeny. Pod doopravníkem m se nacházzí podtlakoová komoraa zajišťujíccí dokonaléé prosáknu utí celou tlooušťkou. Zvlhčené deesky přicházzejí do lisu u, ve kterém m jsou lisoovány na konečnou huustotu a tlouušťku a povvrchová ploccha je kalib brována. Takk je docílenno například d hustoty deesek od 9000 do 12000 kg/m3. Poo vytuhnutíí (1,5 až 2 hodiny) jsou desky podélně a příčně omíttány a ukláddány do hránně (Hrázskýý, Král 2007; Nyč, 20005).
Obr. 20: Schééma výrobnního procesuu sádrovlák knitých deseek (Fermaceell)
63
6.4.2. Klasifikace sádrovláknitých desek dle ČSN EN 15283 – 2 + A1 - desky se sníženou absorpcí vody (GF – H) – desky obsahují přísady, které snižují absorpci vody. Jsou vhodné pro speciální aplikace, u kterých je požadována snížená absorpce vody pro zlepšení vlastností desky. Celková absorpce vody desek nesmí být vyšší než 5 %. - desky se sníženou povrchovou absorpcí vody (GF – W1, GF – W2) – desky obsahují přísady, které přispívají ke snížení povrchové absorpce vody. Povrchová absorpce vody nechráněných stran desek nesmí být vyšší než 300 g/m2 pro druh GF – W1 a 1500 g/m2 pro druh GF – W2. - desky se zvýšenou objemovou hmotností (GF – D) – desky jsou používány pro speciální účely, kde je vyžadována zvýšená objemová hmotnost. Objemová hmotnost desek je minimálně 1,4 x 103 kg/m3. Sádrovláknité desky se zvýšenou povrchovou pevností (GF – I) – desky používané pro speciální účely, kde je požadována vyšší odolnost povrchu. Povrchová tvrdost, je charakterizována průměrem vtisku, který nesmí být větší než 15 mm. - desky se zvýšenou pevností (GF – R1, GF – R2) – desky určené pro speciální účely, kde je požadována vyšší pevnost. Pevnost v ohybu musí být alespoň 10 N/mm2 pro druh desky GF – R1 a 8 N/mm2 pro druh desky GF – R2. Profily hran SVD podle ČSN EN 15283 – 2 + A1 - podélné hrany mohou být kolmé (SE), snížené (TE), zkosené (BE), kulaté (RE), šikmé (IE), polokulaté (HRE), polokulaté snížené (HRTE), zešikmené, drážkované, případně kombinované Rozměry a tolerance Standardní rozměry - délka (mm) – 1500, 2000, 2500, 2540, 2750, 3000 - tloušťka (mm) – 10, 12,5, 15, 18 - šířka (mm) – 1000 nebo 1250 (Zapletal, 2005; Šlachtová, 2005) Tolerance dle ČSN EN 15283 – 2 + A1 Šířka - tolerance šířkových rozměrů musí být +0/-4
64
Délka - tolerance délkových rozměrů musí být +0/-5 Tloušťka - jmenovité tloušťky musí být větší než 4 mm. Existují dvě třídy tolerance C1 a C2 - desky třídy C1 s tolerancemi ± 0,2 mm - desky třída C2, tolerance pro desky tloušťky menší než 15 mm, je ± 0,5 mm. Pro desky o jmenovité tloušťce 15 mm nebo větší je tolerance ± 0,05 x tloušťka v milimetrech 6.4.3. Hlavní výhody sádrovláknitých desek Při výrobě desek reaguje sádra s vodou. Sádra pronikne mezi vlákna a obalí je. Především díky tomuto spojení získávají sádrovláknité desky řadu předností (Havířová, 2006; Nyč, 2005): - vysoká objemová hmotnost proti sádrokartonovým deskám (> 1050 kg/m3) - izotropní charakter (vlastnosti v podélném i příčném směru jsou stejné) - odolnost proti vlhkosti na úrovni GKBI / H - vysoká tvrdost povrchu - lepší akustické parametry oproti sádrokartonovým deskám - vyšší tuhost desky - vysoká únosnost zavěšených předmětů Nevýhody - oproti sádrokartonovým deskám, obtížnější řezání desek - odlišná spárovací technika než u sádrokartonových desek - nemožnost ohýbání
65
Vybrané vlastnosti SVD Vlastnost
Jednotka
Hodnota
Hustota
kg/m3
1040 - 1180
Pevnost v ohybu kolmo na výrobní tok
N/mm2
6 až 7
N/mm2
5 až 6
N/cm
300
Pevnost v ohybu ve směru výrobního toku Odolnost vůči vytažení šroubu
beze ztrát na
Chování po jednorázovém působení
pevnostních
vody a sušení
vlastností
Odolnost vůči ohni
třída
A2
%
± 2 až 3 %
Tloušťkové tolerance po broušení
mm
± 0,1
Délková a šířková tolerance
mm
± 0,5 mm/m
N/mm2
2500 - 3000
N/mm2
3000 - 3500
%
0,1
W/m2K
0,35
dB
33
Tloušťkové tolerance
Modul pružnosti ve směru výrobního toku Modul pružnosti kolmo na výrobní tok Délkové a šířkové bobtnání (změna z 20 °C/30% na 20 °C/85%) Tepelná vodivost Zvukový útlum (tloušťka 10 mm)
Tab. 11: Zyzikální a mechanické vlastnosti SVD (Fermacell; Hrázký, Král, 2007) 6.4.4. Technologické vlastnosti a použití Sádrovláknité desky musí být uskladněny na paletách s podložkami tak, aby nedocházelo k deformaci. Desky se obalují fólií, jako ochrana před vlhkostí a znečištěním. Pokud byly desky vystaveny vlhkosti, lze je použít při montáži až po jejich úplném vysušení. Desky se přenášejí na stojato, ne na plocho, z důvodu omezení vzniku deformací. Opracování sádrovláknitých desek je snadné a díky homogenní struktuře s vlákny nejsou potřeba žádné speciální strojní vybavení. Pouze stejně jako u opracování sádrokartonových desek, kvalitní vzduchotechniku k odsávání prachových částic. Desky lze řezat přímo na stavbě za použití nožů na desky, ruční pilkou nebo elektrickou 66
přímočarou pilou. Povrchově se dají upravovat dýhováním, foliováním nebo tapetováním (Nyč, 2005; Havířová, 2006; Šlachtová, 2005). Upevňování sádrovláknitých desek je stejné jako u desek sádrokartonových (viz. Sádrokartonové desky – Technologické vlastnosti a použití, str. 60) s rozdílem, že sponky (Příloha 28) jako spojovací prostředek pro připevnění desek k dřevěné spodní konstrukci a sponky pro připevnění desek navzájem. Zatímco se sádrokartonové desky ve spárách pouze tmelí, sádrovláknité desky se také lepí pomocí polyuretanových lepidel a tím dosahují vysokých pevností lepeného spoje. Jsou vhodné do prostor, kde je potřeba použít materiály s vysokou odolností proti mechanickému poškození a dobrými akustickými parametry (školy, komunikační koridory, občanské stavby nebo tělocvičny). S výhodou se používají pro podlahové konstrukce (plovoucí, dutinové i dvojité podlahy), především díky své houževnatosti. V poslední době sádrovláknité desky vytlačují ze stěnových panelů dřevotřískové desky, z důvodu jejich izotropního charakteru (Nyč, 2005; Šlachtová, 2005). Další možnosti použití sádrovláknitých desek: - dělící stěny obytných místností – nosné nebo nenosné - požární stěny – nosné nebo nenosné - štítové a obvodové stěny – nosné s dřevěnou spodní konstrukcí - venkovní stěny – nosné s dřevěnou spodní konstrukcí - předsazené a šachtové stěny - spojené desky k tepelné izolaci - podhledy a obložení stropů a střešní konstrukce (Příloha 36) - konstrukce podlahy (Příloha 35)
67
7. EXPERIMENTÁLNÍ ČÁST V této kapitole budou uvedeny zjištěné hodnoty jednotlivých zkušebních metod, které proběhly v souladu s normami a uvedenou metodikou. Jednotlivé statisticky vyhodnocené výsledky, budou pro přehlednost zapsány do tabulek a vzájemně porovnány pomocí krabicových grafů.
7.1. Hustota vybraných konstrukčních materiálů V Tab. 12, jsou zobrazeny veškeré výsledky hustoty vybraných konstrukčních materiálů. Nejvyšší průměrná hodnota hustoty 1355,29 kg · m-3 byla zjištěna u cementotřískových desek tloušťky 18 mm. Naopak nejnižší výsledek byl naměřen u OSB desek tloušťky 18 mm, s průměrem 581,82 kg · m-3. Jednotlivé výsledky hustoty se výrazně odlišují podle druhu materiálu, jak je patrné v tabulce Tab. 12. Z důvodu grafického znázornění byl vytvořen krabicový graf, ze kterého bylo zjištěno rozložení dat bez extrémních hodnot (Obr. 21).
Hustota konstrukčních materiálů tloušťky 18 a 12,5 mm Tloušťka 12,5 mm Tloušťka 18 mm
Statistická analýza
CTD
OSB
SKD
SKD
SVD
1355,29 1350,42
581,82 577,7
811,14 812,09
688,22 689,42
1155,63 1159,84
Minimum (kg · m-3)
1312,68
502,9
797,87
665,58
1090,15
-3
1432,15
638,73
824,96
701,07
1185,12
119,47
135,83
27,09
35,49
94,97
25,06 1,54 1 1,85 35
26,63 1,51 -0,24 4,58 35
7,41 -1 -0,13 0,91 35
7,16 1,48 -0,82 1,04 35
20,54 2,83 -1,53 1,78 35
Průměr (kg · m-3) Medián (kg · m-3) Maximum (kg · m ) Rozpětí (kg · m-3) -3
Směrodatná odchylka (kg · m ) Špičatost Šikmost Variační koeficient (kg · m-3) Počet měření (ks)
Tab. 12: Statistické vyhodnocení hodnot hustoty konstrukčních materiálů
68
1600
1400
(kg . m-3)
1200
1000
800
600
400
CTD 18 mm SKD 18 mm SVD 12,5 mm OSB 18 mm SKD 12,5 mm Druh konstrukčního materiálu
Obr. 21: Krabicový graf hodnot hustoty konstrukčních materiálů Zjišťování závislosti hustoty na tloušťce desky bylo provedeno pomocí grafů se spojnicemi trendu a koeficientem determinace r2, který popisuje vzájemný vliv nezávislé proměnné (hustoty) na závislé proměnné (tloušťka). S rostoucí hodnotou koeficientu determinace se zvyšuje vzájemný vliv nezávislé proměnné na závislé proměnné. S rostoucí tloušťkou sádrokartonových desek se hustota snižuje. U OSB desek se hustota s rostoucí tloušťkou zvyšuje. S rostoucí tloušťkou sádrovláknitých a cementotřískových desek se hustota prakticky nemění (Obr. 22).
69
830 SDK 18 mm: r2 = 0,5598 825
Hustota (kg . m-3)
820
815
810
805
800
795 17,90 17,95 18,00 18,05 18,10 18,15 18,20 18,25 18,30 18,35 18,40 18,45
Tloušťka SDK (mm) 660 OSB 18 mm: r2 = 0,1396 640 620
Hustota (kg . m-3 )
600 580 560 540 520 500 480 17,5
17,6
17,7
17,8
17,9
18,0
18,1
18,2
Tloušťka OSB (mm)
Obr. 22: Závislost hustoty na tloušťce SDK, OSB desek tloušťky 18 mm
70
18,3
18,4
7.2. Výsledky tloušťkového bobtnání desek 7.2.1. Bobtnání cementotřískových a OSB desek tloušťky 18 mm v časových intervalech 2 a 24 hodin Celková velikost tloušťkového bobtnání (Tab. 13) byla provedena na stejných zkušebních vzorcích, které sloužily pro stanovení hustoty konstrukčních materiálů. Nejvyšší průměrné hodnoty bobtnání desek po 2 hodinovém cyklu máčení ve vodě byly zjištěny u OSB desek 8,75 % a sádrokartonových desek tloušťky 12,5 mm 6,82 %. Sádrovláknité desky dosáhly velmi přijatelných hodnot ve výši 2,24 %. Velmi nízká průměrná hodnota byla zjištěna u vzorků cementotřískových desek 0,62 %. Pro OSB a cementotřískové desky bylo dále určeno tloušťkové bobtnání po 24 hodinovém máčení. Zatímco se velikost bobtnání u cementotřískových desek téměř nelišila, zvýšila se pouze na 0,67 %, u OSB desek hodnota vzrostla více než dvojnásobně na 19,45 %. Bobtnání
cementotřískových
desek
vykazovalo
vysokou
variabilitu
po
2
a 24 hodinovém máčení 81,5 % a 86,41 %, naproti tomu byla zjištěna velice nízká variabilita pro sádrokartonové desky tloušťky 12,5 mm (variační koeficient 3,41 %). Na krabicovém grafu bylo zjištěno rovnoměrné rozložení dat bez extrémních hodnot (Obr. 23). Bobtnání OSB, CTD, SKD a SVD OSB 18
CTD 18
Statistická analýza
Průměr (%) Medián (%) Minimum (%) Maximum (%) Rozpětí (%) Směrodatná odchylka (%) Špičatost Šikmost Variační koeficient (%) Počet měření (ks)
SDK 18
SDK 12,5 SVD 12,5
Časový interval v hodinách 2 2 24
2
2
2 8,75 9,98 1,95 13,82 11,87
24 19,45 20,89 11,2 24,87 13,67
0,62 0,44 0,06 2,27 2,21
0,67 0,55 0,05 2,43 2,38
4,29 4,16 4,04 5 0,97
6,82 6,79 6,44 7,49 1,05
2,24 2,08 1,32 3,07 1,75
3,8
3,79
0,5
0,58
0,28
0,23
0,51
-1,13 -0,52
-0,59 -0,66
2,18 1,41
1,22 1,22
1,89 1,71
2,8 1,07
-0,41 0,52
43,42
19,47
81,5
86,41
6,51
3,41
22,54
35
35
35
35
35
35
35
Tab. 13: Statistické vyhodnocení hodnot tloušťkového bobtnání konstrukčních materiálů 71
26 24 22 20 18
Bobtnání (%)
16 14 12 10 8 6 4 2 0 -2
OSB (2 hod.) CTD (2 hod.)
OSB (24 hod.) CTD (24 hod.)
Časový interval (hod.) 16 14
Bobtnání (%)
12 10 8 6 4 2 0 SVD 12,5 mm CTD 18 mm SKD 18 mm SKD 12,5 mm OSB 18 mm
Časový interval máčení 2 hodiny
Obr. 23: Krabicový graf hodnot tloušťkového bobtnání vybraných konstrukčních materiálů, v časovém intervalu 2 a 24 hodin
72
Z naměřených hodnot tloušťkového bobtnání a hustoty jednotlivých konstrukčních materiálů, byly vytvořeny stejné grafy se spojnicemi trendu a koeficientem determinace r2, jako u měření závislosti hustoty na tloušťce desky. Po zpracování naměřených dat a vynesení jednotlivých hodnot do grafů, byly statisticky zjištěny určité závislosti tloušťkového bobtnání na hustotě. S rostoucí hustotou sádrokartonových desek velikost tloušťkového bobtnání klesá. S rostoucí hustotou OSB a cementotřískových desek tloušťkové bobtnání prakticky nemění (Obr. 24).
26 24 22 20
Bobtnání (%)
18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 480
OSB 18 mm:2 hod: r2 = 0,0455 OSB 18 mm:24 hod: r2 = 0,0063 500
520
540
560
580
600
620
640
660
Hustota (kg . m-3 )
Legenda: 2 hod 24 hod
Obr. 24: Závislost tloušťkového bobtnání na hustotě OSB desek (18 mm), v časovém intervalu máčení 2 a 24 hodin
73
7.3. Celková absorpce vody konstrukčních materiálů Statistické vyhodnocení zjištěných hodnot celkové absorpce vody po časovém intervalu 2 hodin máčení ve vodě je uvedeno v tabulce Tab. 14. Měření proběhlo na zkušebních vzorcích z analýzy tloušťkového bobtnání. Nejvyšší průměrné hodnoty byly zjištěny pro sádrokartonové desky tloušťky 12,5 mm (62,78 %) a tloušťky 18 mm (48,58 %). Naopak nejnižších průměrných hodnot celkové absorpce dosahovaly cementotřískové desky tloušťky 18 mm (9,02 %). U OSB desek tloušťky 18 mm a sádrovláknitých desek s tloušťkou 12,5 mm byly zjištěny průměrné hodnoty absorpce vody 34, 17 % pro OSB desky a 29,57 % pro sádrovláknité desky. Z důvodu možnosti lepšího porovnání jednotlivých hodnot absorpce vody, byl vytvořen krabicový graf (Obr. 25). Celková absorpce vody vykazovala variabilitu cementotřískových (variační koeficient 5,66 %) a OSB desek (variační koeficient 5,09 %). U sádrokartonových desek tloušťky 18 mm byla zjištěna velmi nízká hodnota variability pouze 1,22 % (Tab. 14). Po sestrojení grafu se spojnicí trendu byly zjištěny určité závislosti celkové absorpce vody na hustotě desek. S rostoucí hustotou sádrovláknitých, sádrokartonových, cementotřískových a OSB desek jejich celková absorpce po 2 hodinovém intervalu máčení ve vodě klesá (Obr. 26).
Celková absorpce vody konstrukčních materiálů
Statistická analýza
Průměr (%) Medián (%) Minimum (%) Maximum (%) Rozpětí (%) Směrodatná odchylka (%) Špičatost Šikmost Variační koeficient (%) Počet měření (ks)
CTD 18
Druh materiálu a tloušťka (mm) OSB 18 SDK 18 SDK 12,5
SVD 12,5
2
Časový interval v hodinách 2 2 2
2
9,02 9,11 8,08 10,26 2,18 0,51 0,31 0,05 5,66 35
34,17 34,25 30,63 37,31 6,68 1,74 0,32 -0,41 5,09 35
48,58 48,60 47,62 49,99 2,37 0,59 -0,72 0,16 1,22 35
62,78 62,84 58,50 67,62 9,12 2,08 0,06 -0,10 3,31 35
Tab. 14: Statistické vyhodnocení hodnot celkové absorpce vody konstrukčních materiálů 74
29,57 29,42 28,28 32,83 4,55 1,13 1,76 1,41 3,81 35
80 70
Absorpce (%)
60 50 40 30 20 10 0
CTD 18 mm SKD 18 mm SVD 12,5 mm OSB 18 mm SKD 12,5 mm Druh materiálu a tloušťka
Obr. 25: Krabicový graf hodnot celkové absorpce vody konstrukčních materiálů 68 SKD 12,5 mm: r2 = 0,2082
Celková absorpce vody (%)
66
64
62
60
58 660
665
670
675
680
685
690
695
Hustota (kg . m-3)
Obr. 26: Závislost celkové absorpce vody na hustotě sádrokartonových a sádrokartonových desek tloušťky 12,5 mm 75
700
705
7.4. Hustotní profil Statistické vyhodnocení zjištěných výsledků hustotního profilu je uvedeno v tabulce Tab. 15. Pro OSB desky byly analyzovány hustotní profily ve tvaru písmene M., který vyjadřuje maximální hustotu desek těsně pod povrchovými plochami a hustotní minimum ve středu desky. Z grafu (Obr. 27), je patrná třívrstvá skladba OSB desek s nebroušenými povrchovými plochami. Rovněž u cementotřískových desek bylo zjištěno nerovnoměrné rozložení hustoty v průřezu zkušebních vzorků, s hustotním maximem v povrchových vrstvách (Obr. 27). Naopak plochý hustotní profil v průřezu materiálu vyjadřující jednovrstvou skladbu, byl analyzován pro sádrokartonové a sádrovláknité desky (Obr. 27, Obr. 28), kde výrazný pokles hustoty sádrokartonových desek v povrchových částech, byl způsoben nižší hustotou kartónového papíru.
Hustotní profil konstrukčních materiálů Druh materiálu CTD OSB SDK SDK SVD
Hustotní profil celku (kg · m-3) Průměr
Medián
Minimum
Maximum
1351,44 587,1 815,34 691,6 1169,22
1346,75 562,75 820 695,75 1172
520,25 150,5 266,25 177,75 181
1473,25 742,5 836,75 724 1199
Tab. 15: Statistické vyhodnocení hodnot hustotního profilu
76
1600 1400
Hustota (kg . m-3 )
1200 1000 800 600 400 200 0 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12 13 14 15 16 17 18
Tloušťka (mm)
Obr. 27: Hustotní profil konstrukčních materiálů tloušťky 18 mm: Ø – CTD, Ø – SDK, Ø - OSB 1400
1200
Hustota (kg . m-3 )
1000
800
600
400
200
0 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Tloušťka (mm)
Obr. 28: Hustotní profil konstrukčních materiálů tloušťky 12,5 mm: Ø – SVD, Ø – SDK 77
7.5. Hodnoty statické tvrdosti podle Janky Zjištěné výsledky statické tvrdosti podle Janky vybraných konstrukčních materiálů, jsou uvedeny v Tab. 16. Vysoká průměrná hodnota tvrdosti byla zjištěna u cementotřískových desek tloušťky 18 mm, ve výši 57,53 MPa. Sádrovláknité desky tloušťky 12,5 mm a OSB desky tloušťky 18 mm, dosahovaly téměř shodné průměrné hodnoty tvrdosti – 31,52 MPa (SVD) a 33,09 MPa (OSB). Nejnižší průměrná hodnota 10,81 MPa, byla naměřena u sádrokartonových desek s tloušťkou 12,5 mm. Analyzované výsledky tvrdosti OSB desek tloušťky 18 mm dosahovaly vysokých hodnot variability s hodnotou variačního koeficientu 20,43 MPa. Nízká výše variability, byla zjištěna u sádrokartonových desek tloušťky 18 a 12,5 mm (variační koeficient 2, 71 a 2,56 MPa). Pro grafické znázornění výsledků měření, byl vytvořen krabicový graf (Obr. 29).
Statická Jankova tvrdost (MPa)
Statistická analýza Průměr (MPa) Medián (MPa) Minimum (MPa) Maximum (MPa) Rozpětí (MPa) Směrodatná odchylka (MPa) Špičatost Šikmost Variační koeficient (MPa) Počet měření
Druhy materiálu a tloušťka (mm) CTD 18 OSB 18 SDK 18 SDK 12,5 SVD 12,5 57,53 55,93 46,37 76,57 30,20 7,97 0,08 0,81 13,86 30
33,09 32,04 21,33 50,57 29,25 6,76 0,32 0,49 20,43 30
15,97 15,94 15,27 17,22 1,95 0,43 0,97 0,87 2,71 30
10,81 10,81 10,18 11,34 1,16 0,28 -0,21 -0,30 2,56 30
31,52 31,51 26,16 36,59 10,44 2,52 -0,30 -0,36 8,00 30
Tab. 16: Statistické vyhodnocení hodnot Jankovi tvrdosti konstrukčních materiálů
78
80
70
60
Tvrdost (MPa)
50
40
30
20
10
0 CTD 18 mm SDK 18 mm SVD 12,5 mm OSB 18 mm SDK 12,5 mm Druh materiálu
Obr. 29: Krabicový graf hodnot statické Jankovi tvrdosti konstrukčních materiálů
7.6. Mez pevnosti ve statickém ohybu V tabulce Tab. 17, jsou uvedeny výsledky statistické analýzy pro zjištění meze pevnosti v ohybu vybraných konstrukčních materiálů. Nejvyšší průměrné hodnoty, jak v podélném (24 MPa), tak příčném směru (16,42 MPa), byly zjištěny pro OSB desky s tloušťkou 18 mm. Cementotřískové desky tloušťky 18 mm dosáhly průměrné hodnoty pevnosti 9,45 MPa. Nejnižší hodnota meze pevnosti v podélném (4,28 MPa) i příčném (2,06 MPa) směru byla naměřena u sádrokartonových desek tloušťky 18 mm. Sádrovláknité desky s tloušťkou 12,5 mm a sádrokartonové desky s tloušťkou 12,5 mm, dosáhly téměř shodných hodnot ohybové meze pevnosti v podélném směru – 5,63 MPa (SVD) a 5,86 MPa (SDK).
79
Nejnižší variabilita byla statistickou analýzou zjištěna u sádrokartonových desek (18 mm) v podélném směru, naopak nejvyšší hodnoty variability dosahovaly cementotřískové desky (18 mm). Na obrázku 30 jsou v grafické podobě zobrazeny hodnoty mediánu.
Mez pevnosti ve statickém ohybu Směr působení zatížení Statistická analýza
Podélný směr
Příčný směr SDK 12,5
OSB 18
Průměr (MPa)
9,45
24,00
4,28
5,86
5,63
16,42
2,06
2,20
Medián (MPa)
9,56
24,04
4,22
5,88
5,60
16,14
2,01
2,25
Minimum (MPa)
0,20
19,75
4,01
5,19
4,78
14,49
1,80
1,91
Maximum (MPa)
11,57
29,78
4,62
6,45
6,66
18,24
2,41
2,35
Rozpětí (MPa)
11,37
10,03
0,61
1,26
1,88
3,75
0,61
0,44
1,95
2,88
0,15
0,39
0,56
1,24
0,15
0,13
Špičatost
20,43
-0,26
0,41
-0,89
-1,10
-0,88
0,41
0,43
Šikmost
-4,17
0,46
0,57
-0,19
0,21
-0,01
0,57
-1,19
Variační koeficient (MPa)
20,58
11,99
3,56
6,65
9,94
7,56
7,38
6,09
30
30
20
20
30
30
20
20
Počet měření (ks)
SDK 18
SDK 12,5
OSB 18
Směrodatná odchylka (MPa)
SDK 18
SVD 12,5
CTD 18
Tab. 17: Statistické vyhodnocení hodnot meze pevnosti v ohybu jednotlivých konstrukčních materiálů
80
35
Mez pevnosti v ohybu (MPa)
30
25
20
15
10
5
0 CTD 18 OSB 18
SDK 18 SVD 12,5 SDK 18 SDK 12,5 OSB 18 SDK 12,5
Podélný směr
Příčný směr
Obr. 30: Krabicový graf hodnot meze pevnosti v ohybu konstrukčních materiálů
7.7. Modul pružnosti ve statickém ohybu Zjištěné výsledky z provedené analýzy modulu pružnosti v ohybu, byly pro lepší přehlednost zapsány ve formě tabulky (Tab. 18) a krabicového grafu (Obr. 31). Cementotřískové desky tloušťky 18 mm, dosáhly nejvyšší průměrné hodnoty modulu pružnosti ze všech analyzovaných materiálů ve výši 8086,66 MPa. Druhé nejvyšší hodnoty modulu pružnosti dosáhly OSB desky v podélném směru (4981,58 MPa) a příčném směru (2625,27 MPa). Naproti tomu sádrokartonové desky s tloušťkou 12,5 mm
vykazovaly
nejnižší
hodnoty
modulu
pružnosti
jak
v podélném
(2564,77 MPa), tak i příčném směru (2172,27 MPa). Cementotřískové desky s variačním koeficientem 10,16 MPa, vykazovaly vysokou variabilitu naměřených hodnot. U sádrokartonových desek (12,5 mm), byla zjištěna
81
nejnižší variabilita v obou směrech působení zatížení (podélný směr 3,25 MPa, příčný směr 4,05 MPa).
Modul pružnosti ve statickém ohybu Směr působení zatížení Statistická analýza
Podélný směr SDK 12,5
SVD 12,5
OSB 18
Průměr (MPa) Medián (MPa)
8086,66
4981,58
3124,28 2564,77 4117,55 2625,27 3001,28 2172,27
8241,06
4880,77
3148,20 2578,42 4104,69 2620,42 3025,20 2188,37
Minimum (MPa)
6109,08
4287,93
2505,90 2366,26 3690,21 2287,97 2382,90 1953,83
Maximum (MPa)
9454,99
5804,96
3304,29 2679,34 4435,88 2987,82 3181,29 2279,02
Rozpětí (MPa)
3345,91
1517,03
798,39
313,08
745,67
699,85
798,39
325,19
821,40
408,70
187,20
83,28
190,29
190,01
187,20
87,99
Špičatost
0,22
-0,52
7,48
1,35
0,28
-0,25
7,48
1,58
Šikmost
-0,58
0,49
-2,43
-1,12
-0,42
0,11
-2,43
-1,16
Variační koeficient (MPa)
10,16
8,20
5,99
3,25
4,62
7,24
6,24
4,05
30
30
20
20
30
30
20
20
Počet měření (ks)
OSB 18 SDK 18
SDK 12,5
CTD 18
Směrodatná odchylka (MPa)
SDK 18
Příčný směr
Tab. 18: Statistické vyhodnocení hodnot modulu pružnosti v ohybu konstrukčních materiálů
82
10000 9000
Modul pružnosti v ohybu (MPa)
8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 CTD 18 OSB 18
SDK 18 SVD 12,5 SDK 18 SDK 12,5 OSB 18 SDK 12,5
Podélný směr
Příčný směr
Obr. 31: Krabicový graf hodnot modulu pružnosti v ohybu vybraných konstrukčních materiálů
7.8. Souhrn výsledků Z důvodu rychlejší orientace mezi hodnotami výsledků jednotlivých fyzikálních a mechanických vlastností vybraných konstrukčních materiálů, byla vytvořena souhrnná tabulka Tab. 19, v které je vždy u každé analyzované vlastnosti uvedena hodnota průměru a mediánu.
83
Souhrnná tabulka výsledků analýz vybraných vlastností Druh materiálu Fyzikální a mechanické Statistická Tloušťka 12,5 vlastnosti konstrukčních Tloušťka 18 mm analýza mm materiálů CTD OSB SKD SKD SVD Průměr Medián
1355,29 1350,42
581,82 577,7
811,14 812,09
2 hodiny
Průměr Medián
0,62 0,44
8,75 9,98
4,29 4,16
6,82 6,79
5,19 5,08
24 hodin
Průměr Medián
0,67 0,55
19,45 20,89
Průměr
9,02
34,17
48,58
62,78
29,57
Medián
9,11
34,25
48,6
62,84
29,42
Průměr Medián
57,53 55,93
33,09 32,04
15,97 15,94
10,81 10,81
31,52 31,51
Podélný směr
Průměr Medián
9,45 9,56
24 24,04
4,28 4,22
5,86 5,88
5,63 5,6
Příčný směr
Průměr Medián
16,42 16,14
2,06 2,01
2,2 2,25
Podélný směr
Průměr Medián
8086,66 4981,58 3124,28 2564,77 4117,55 8241,06 4880,77 3148,2 2578,42 4104,69
Příčný směr
Průměr Medián
2625,27 3001,28 2172,27 2620,42 3025,2 2188,37
Hustota (kg.m-3)
Bobtnání (%)
Celková absorpce vody (%)
2 hodiny
Tvrdost (MPa)
Mez pevnosti v ohybu (MPa)
Modul pružnosti v ohybu (MPa)
688,22 1155,63 689,42 1159,84
Tab. 19: Souhrnná tabulka výsledků vybraných fyzikálních a mechanických vlastností konstrukčních materiálů
84
8. ZHODNOCENÍ VÝSLEDKŮ A DISKUZE Hustota
a
hustotní
profil
konstrukčních
materiálů,
patří
mezi
základní
charakteristiky, které ovlivňují celou řadu vlastností. Z toho důvody byla analýza hustoty a hustotního profilu vybraných materiálů zařazena mezi jednu ze zjišťovaných charakteristik.
Nejvyšší
dosažené
průměrné
hodnoty
hustoty,
byly
zjištěny
-3
u cementotřískových desek (18 mm) 1355,29 kg.m a sádrovláknitých desek (12,5 mm) 1155,63 kg.m-3. Střední hodnota hustoty 688,22 kg.m-3 a 811,14 kg.m-3, byla naměřena u sádrokartonových desek s tloušťkou 12,5 a 18 mm. Naproti těmto vysokým hodnotám hustoty, byla analyzována u OSB desek tloušťky 18 mm nízká hodnota s průměrem pouze 581,82 kg.m-3. Zjištěné výsledky hustoty odpovídají hodnotám uvedeným v odborné literatuře a podkladů od výrobců, které uvádí hustotu cementotřískových desek 1100 až 1450 kg.m-3 (Cetris), 1040 – 1180 kg.m-3 sádrovláknitých desek (Hrázský, Král, 2007) a 1200 kg.m-3 (Fermacell), 700 až 800 kg.m-3 sádrokaronových desek (Rigips) a OSB desek ve výši 620 až 640 kg.m-3 (Hrázský a Král, 5/2004). Vysokých průměrných hodnot hustoty cementotřískových a sádrovláknitých desek mohlo být dosaženo především díky jejich materiálové struktuře, vzájemné fixaci dřevních částic pomocí pojiva (hydraulický cement, sádra) nebo odlišnou recepturou složení desek. Také z tohoto důvodu sádrokartonové desky dosahují nižší hustotu, protože neobsahují vyztužující vlákna (dřevní třísky nebo vlákna) a jejich strukturu tvoří pouze sádrové jádro. Hustotní profil OSB desek byl analyzován ve tvaru písmene M, s hustotním maximem v povrchových vrstvách a hustotním minimem ve středové vrstvě. Z analýzy bylo zjištěno, že se jedná o třívrstvé desky, které nejsou broušeny, z důvodu strmého snížení hustoty v krajní poloze povrchových vrstev. Tento tvar hustotního profilu (vyšší hodnota hustoty v povrchových vrstvách) způsobuje, zvýšení pevnosti v ohybu. Naproti tomu, minimální hustota ve středové vrstvě nepříznivě ovlivňuje pevnost v tahu kolmo na rovinu desky. U cementotřískových desek byl analyzován hustotní profil s hustotním maximem v povrchových vrstvách. U sádrokartonových a sádrovláknitých desek byl zjištěn plochý hustotní profil se stejnou velikostí hustoty v celém průřezu jednovrstvých desek. Plochý hustotní profil způsobuje, snížení hodnoty pevnosti v ohybu, ale na druhou stranu zvýšení pevnosti v tahu kolmo na rovinu desky. Konstrukční materiály s vyšší hustotou dosahují vyšších modulů pružnosti než materiály s hustotou nižší. Při namáhání vybraných konstrukčních materiálů na ohyb, dochází k nejvyššímu namáhání 85
především
v povrchových
vrstvách.
Z tohoto
důvodu,
můžeme
konstatovat,
že s rostoucí hustotou v povrchových vrstvách se také zvyšuje modul pružnosti v ohybu (Hrázky, Král, 2003). Tloušťkové bobtnání cementotřískových desek (18 mm), bylo naměřeno po časovém intervalu 2 (24) hodin máčení ve vodě velmi příznivých hodnot 0,62 % (2 hodiny) a 0,67 % (24 hodin), tyto hodnoty jsou uváděny také v odborné literatuře a podkladech od výrobců, které udávají maximální tloušťkové bobtnání po 24 hodinovém uložení ve vodě 1,5 % (Cetris). Také sádrovláknité desky vykazovaly velmi nízkou hodnotu bobtnání po 2 hodinovém intervalu uložení ve vodě ve výši 2,24 %, která je nepatrně vyšší než uvádí společnost Fermacell ve svých produktových listech, kde je uvedena velikost bobtnání pro desky tloušťky 12,5 mm 2 % (Fermacell). Zvýšená hodnota bobtnání oproti literárním podkladům, mohla být způsobena rozdílnou strukturou materiálu nebo nižší hustotou. Po 2 hodinovém intervalu máčení ve vodě dosáhlo tloušťkové bobtnání sádrokartonových desek hodnot 4,29 % (18 mm) a 6,82 % (12,5 mm). Výrobci udávají po 2 hodinovém intervalu máčení velikost bobtnání 4 až 8 % (Rigips). Nejvyšších hodnot tloušťkového bobtnání jak v intervalu 2 tak 24 hodin dosáhly OSB desky (18 mm) 8,75 % (2 hod.) a 19,45 % (24 hod.). I když se tyto hodnoty zdají vysoké, jsou v souladu jak s údaji výrobců, tak i technických norem, které udávají maximální bobtnání pro tloušťku 18 mm 20 až 25 % (ČSN EN 300, 2006; Kronospan). Velikost bobtnání závisí na struktuře a průřezu materiálu, poloze a orientaci dřevěných částic, volnými prostory mezi částicemi, na hustotě a výrobní receptuře. Nízké hodnoty tloušťkového bobtnání u cementotřískových desek, mohly být způsobeny jejich vysokou hustotou a především strukturou materiálu a pojiva (hydraulický cement), které po vytvrdnutí tvoří vodovzdorné pojivo. Také poměrně nízká hodnota bobtnání sádrovláknitých desek (12,5 mm), mohla být dána především vysokou hustotou. Sádrokartonové desky, které jsou tvořeny sádrovým jádrem s pórovitou strukturou, mají schopnost pohlcovat vodu, z tohoto důvodu dosahují vyšších hodnot bobtnání, oproti cementotřískovým deskám. Vysoké hodnoty tloušťkového bobtnání OSB desek, bylo zapříčiněno nízkou hustotou v povrchových vrstvách, orientací dřevních částic a jejich schopností přijímat vodu (Hrázký, Král, 2003).
86
Další analyzovaná vlastnost konstrukčních materiálů byla celková absorpce vody. Stejně jako u tloušťkového bobtnání, také tato charakteristika materiálů, je závislá na struktuře materiálu, fixaci částic a hustotě. Z těchto důvodu byla nejnižší hodnota absorpce vody po intervalu 2 hodin máčení ve vodě zjištěna u cementotřískových desek (18 mm) ve výši 9,02 %, především díky vysoké hustotě v celém průřezu a vodovzdornosti vytvrdlého pojiva (hydraulický cement). Sádrovláknité desky dosahovaly průměrné hodnoty absorpce vody 29,57 %, OSB desky 34, 17 % a sádrokartonové desky tloušťky 18 mm 48,58 % a 12,5 mm 62,78 %. Tyto vysoké hodnoty sádrokartonových desek mohly být zapříčiněny materiálovou strukturou a nižší hustotou. Především také díky sádrovému jádru, které obsahuje velké množství pórů a tudíž má bez dodatečné ochrany schopnost absorbovat velké množství vody. Zjištěné výsledky byly porovnány s odbornou literaturou, která udává celkovou absorpci vody pro cementotřískové desky po 2 hodinové máčení ve vodě maximálně 9,41 % (CBPB, 2005), sádrovláknité desky 30 až 40 % (Rigips) a sádrokartonové desky hodnoty v rozmezí 30 až 50 % (Rigips). Zvýšená hodnota celkové absorpce u sádrokartonových desek tloušťky 12,5 mm, mohla být způsobena nižší hustotou rozloženou v celém průřezu, rozdílnou materiálovou strukturou nebo recepturou a technologickými postupy. Nejvyšší statická Jankova tvrdost, byla zjištěna u cementotřískových desek (18mm), s průměrnou hodnotou 57,53 MPa, která se nachází v rozmezí udávající odborná literatura 45 až 65 MPa (ARO, 2008). Téměř shodné průměrné hodnoty byly naměřeny u OSB desek 18 mm 33,09 MPa a sádrovláknitých desek 12,5 mm 31,52 MPa. Literatura udává hodnoty tvrdosti pro OSB desky 40 MPa (Hrázký, Král, 2004) a 30 MPa (Fermacell). Snížená hodnota tvrdosti jak u OSB desek mohla být způsobena vyšší vlhkostí nebo nižší hustotou desky. Nejnižších hodnot tvrdosti bylo dosaženo u sádrokartonových desek tloušťky 12,5 mm (10,81 MPa) a 18 mm (15,97 MPa). Zjištěné výsledky SDK, se nacházely v rozsahu udávající ve svých produktových listech výrobce, společnost Rigips s hodnotami v rozsahu 10 až 18 MPa (Rigips). Tvrdost materiálů ovlivňuje hlavně vlhkost a hustota (Šlezingerová at al., 1998). Jak je patrné z naměřených hodnot, materiály s vyšší hustotou (CTD 18 mm), dosahovaly vysokých hodnot statické tvrdosti.
87
Mezi hlavní vlastnosti, které jsou sledovány u konstrukčních materiálů, patří mez pevnosti a modul pružnosti v ohybu. Z tohoto důvodu byly také tyto vlastnosti zjišťovány v této práci. Analýzou meze pevnosti, byly zjištěny výrazné rozdíly především mezi OSB deskami a ostatními vybranými konstrukčními materiály (CTD, SDK a SVD). Mez pevnosti v podélném směru OSB desek (18 mm), byla analyzována s průměrnou hodnotou 24 MPa a mez pevnosti v příčném směru 16,42 MPa. Tyto hodnoty jsou také uvedeny v podkladech od výrobců 24 – 30 MPa v podélném směru a 16 – 23 MPa v příčném směru (Sterling a Eurostrand). Cementotřískové desky dosahovaly v podélném směru 9,45 MPa, literatura udává hodnoty meze pevnosti 9 až 11 MPa (Cetris). Průměrné hodnoty meze pevnosti v podélném směru sádrovláknitých a sádrokartonových desek, dosahovaly téměř shodných hodnot ve výši 5,63 MPa pro sádrovláknité desky (12,5 mm), 4,28 MPa pro sádrokartonové desky tloušťky 18 mm a 5,86 MPa pro sádrokartonové desky 12,5mm. V příčném směru vykazovaly sádrokartonové desky velmi nízké pevnosti 2,06 MPa (18 mm) a 2,2 MPa (12,5 mm). Zjištěné hodnoty byly v souladu s podklady jednotlivých výrobců, kteří uvádí mez pevnosti sádrokartonových desek v podélném směru 6,8 MPa (12,5 mm), 4 MPa (18 mm), příčném směru 2,4 MPa (12,5 mm), 1,4 MPa (18 mm) (Rigips) a sádrovláknitých desek 5 až 6 MPa (Hrázký, Král, 2007). Vysoká pevnost v ohybu OSB desek, mohla být způsobena strukturou materiálu a především rozložením hustoty (hustotním profilem) v příčném průřezu desky, s hustotním maximem v povrchových vrstvách. Naproti tomu u sádrokartonových a sádrovláknitých desek s plochým hustotním profilem, byly dosaženy nižší hodnoty meze pevnosti (Hrázký, Král, 2003). Další analyzovanou vlastností byl modul pružnosti v ohybu, který byl s nejvyšší průměrnou hodnotou 8086,66 MPa naměřen u cementotřískových desek (18 mm). OSB desky (18 mm) dosahovaly v podélném směru 4981,58 MPa a příčném směru 2625,27 MPa. Vysokých hodnot modulu pružnosti v podélném směru bylo také dosaženo u sádrovláknitých desek tloušťky 12,5 mm, ve výši 4117,55 MPa. Modul pružnosti v podélném směru sádrokartonových desek tloušťky 12,5 mm 2564,77 MPa a tloušťky 18 mm 3124,28 MPa.V příčném směru pak 2172,27 MPa (12,5 mm), 3001,28 MPa (18 mm). Literatura udává hodnoty ≥ 4500 MPa pro cementotřískové desky (Cetris, 2010), OSB desky v podélném směru 3500 – 5600 MPa a v příčném směru 1400 – 2700 MPa (Kronospan; Eurostrand; Sterling), sádrovláknité 88
desky ≥ 4050 MPa (Rigips), sádrokartonové desky tloušťky 12,5 a 18 mm v podélném směru 2800 MPa a 2200 MPa v příčném směru (Rigips). Nižší hodnota modulu pružnosti u sádrokartonových desek tloušťky 12,5 mm, mohla být způsobena nižší hustotou desek. Z naměřených hodnot byl potvrzen fakt, že materiály s rostoucí hustotou dosahují vyšších modulů pružnosti. Především z toho důvodu, že při zatížení dochází k namáhání v povrchových vrstvách. Pokud je hustotní maximum v těchto vrstvách, dosahují materiály také vyšších hodnot modulů pružnosti (Hrázký, Král, 2003).
89
9. ZÁVĚR Hlavním cílem práce bylo analyzovat vybrané vlastnosti konstrukčních materiálů pro dřevostavby. V první části práce jsou uvedené dosavadní poznatky o vybraných materiálech z odborné literatury a podkladů největších výrobců. Jednotlivé zkoušky zkoumaných vlastností desek hustoty, hustotní profil, bobtnání a celková absorpce vody po 2 (24) hodinách máčení ve vodě, pevnost a modul pružnosti v ohybu a statická tvrdost byly provedeny na základě platných harmonizovaných norem. Nedílnou a důležitou částí práce, je také statistické vyhodnocení získaných dat, které je popsáno v metodice a výsledky uvedeny v experimentální části této práce. Při měření hustoty, byly naměřeny nejvyšší hodnoty u cementotřískových desek 1355,29 kg.m-3 (18 mm) a nejnižší hodnoty u OSB desek 581,82 kg.m-3 (18 mm). Analýzou hustotního profilu pomocí Roentgenova záření bylo zjištěno, že desky vykazují strmý i plochý hustotní profil, což vyhovuje jejich požadavkům na použití. Velikost tloušťkového bobtnání pro cementotřískové desky (18 mm) dosahovalo velmi příznivých hodnot 0,62 % (2 hodiny), 0,67 % (24 hodin) a vysokých hodnot 8,75 % (2 hod.), 19,45 % (24 hod.) u OSB desek tloušťky 18 mm. Nejvyšší hodnoty celkové absorpce vody byly analyzovány pro sádrokartonové desky tloušťky 18 mm 48,58 % a 12,5 mm 62,78 %. Naproti tomu, nejnižších hodnot dosahovaly cementotřískové desky (18 mm) ve výši 9,02 %. Statická tvrdost podle Janky s nejvyšší průměrnou hodnotou 57,53 MPa, byla naměřena pro cementotřískové desky (18 mm). Velice nízké hodnoty tvrdosti 10,81 MPa dosahovaly sádrokartonové desky (12,5 mm). Vysoká mez pevnosti v ohybu v podélném směru 24 MPa a příčném směru 16,42 MPa OSB desek (18mm), byla způsobena hustotním profilem (viz. Diskuse). Především díky rozložení hustoty v průřezu sádrokartonových desek tloušťky 18 mm, byly analyzovány velice nízké výsledky meze pevnosti, jak v podélném 4,28 MPa, tak příčném směru 2,06 MPa. Mezi vybrané vlastnosti byl zařazen i modul pružnosti v ohybu, který byl s nejvyšší průměrnou hodnotou 8086,66 MPa naměřen u cementotřískových desek (18 mm). Naproti tomu nízkých hodnot dosahovaly sádrokartonové desky tloušťky 12,5 mm, 2564,77 MPa (podélný směr) a 2172,27 MPa (příčný směr), tyto nízké hodnoty byly způsobeny nižší hustotou a plochým hustotním profilem (viz. Diskuse). Všechny zjištěné průměrné hodnoty fyzikálních i mechanických vlastností konstrukčních materiálů pro dřevostavby, byly v souladu s požadavky, které jsou předepsány v příslušných technických normách. 90
Zjištěné vlastnosti určují použití jednotlivých konstrukčních materiálů. Díky své dobré materiálové struktuře, která způsobuje nízké hodnoty tloušťkového bobtnání a celkové absorpce vody, předurčuje použití cementotřískových desek ve fasádních odvětrávaných systémech. Které chrání obvodové konstrukce před povětrnostními vlivy. Také díky dobrým dosaženým akustickým hodnotám a ochranou proti ohni, se cementotřískové desky s výhodou používají ve skladbě stropů, podlah a protipožární obklady konstrukčních materiálů s nízkou odolností vůči požáru. Pevnost v ohybu, vysoká tvrdost a hustota předurčuje použití cementotřískových desek ve stropních a podlahových konstrukcích. OSB desky dosahují vysokých hodnot meze pevnosti v ohybu jak v podélném směru, tak příčném směru, díky těmto příznivým vysokým hodnotám jsou OSB desky využívány pro vnější stěny, kde plní výztužnou funkci. Ovšem za předpokladu bez vystavení působení vlhkosti, kvůli vysokému tloušťkovému bobtnání a absorpci vody. Sádrovláknité desky mají proti sádrokartonovým deskám výhody především ve vysoké hustotě, lepších akustických parametrech, nižší hodnoty tloušťkového bobtnání a celkové absorpce vody a hlavně izotropním charakterem mechanických vlastností. Sádrovláknité desky se mohou používat jako pro nenosné, tak i nosné účely s vyšší odolností proti proražení. Také při použití v interiéru mají SVD vysokou únosnost zavěšených předmětů. Naproti tomu sádrokartonové desky příznivě ovlivňují mikroklima v interiéru (redukují vzdušnou vlhkost pomocí makropórů), dále mají nižší hmotnost a dají se ohýbat za mokra i studena. Tyto vlastnosti předurčují použití sádrokartonových desek do prostor interiérů bez nosné funkce. Pevnost v tahu kolmo na rovinu desky, odolnost vůči vytažení spojovacího prostředku, požární odolnost nebo akustické parametry, tvoří námět na navázání a pokračování v této práci. Z důvodu stále rostoucího zájmu o tyto konstrukční materiály, především pro použití v dřevostavbách, může být tato práce použita jako přehledná databáze hodnot analyzovaných vlastností, a také pro studijní účely. Především z důvodu, stále rostoucích požadavků na tepelně – technické vlastnosti, co nejlepší akustické parametry, nízkoenergetickou a jednoduchou výrobu, snadnou a rychlou montáž a ochranu životního prostředí představuje výzkum a vývoj nových typů konstrukčních materiálů velmi perspektivní průmyslový obor.
91
10.SUMMARY In conformity with technical norms was effected experimental inquest physical and mechanical features of cement-bonded practicleboards (by CIDEM Hranice, a. s.),
oriented strand boards (by Kronospan Jihlava), gypsum plasterboards (by Rigips) and gypsum boards with fibrous (by Fermacell Gmbh). From physical properties was analysed density, swelling, absorption of water and density profile. From mechanical properties was analysed statics hardness, strangth and modulus of elasticity in bending. The results were to be statistically evaluationed and compared with technical literatures and data from producers.
Part of work was complete characteristics choice materials and their requirements from technical norms. High values density were to be measureds for cement-bonded practicleboards (1355,29 kg.m-3) and lowest value were measureds OSB boards (581,82 kg.m-3). Thickness swelling for cement-bonded practicleboards reached 0,62 % (2 hours) and 0,67 % (24 hours). High values of absorption of water (2 hours) were to be analysed for gypsum plasterboards (18 mm) 48,58 % and for thickness 12,5 mm 62,78 % and lowest values reached cement-bonded practicleboards 9,02 %. Highest values of hardness 57,53 MPa was measured for cement-bonded practicleboards. High bending strength in along direction (24 MPa) and cross direction (16,42 MPa) was analysed for OSB and high values modulus of elasticity 8086,66 MPa was measured for cementbonded practicleboards. All the values of physical and mechanical properties construction material were to be in harmony with technical norms.
92
11. POUŽITÁ LITERATURA Odborné publikace: DRÁPELA, K., ZACH, J. 1999. Statistické metody I (Pro obory lesního, dřevařského a krajinného inženýrství), Brno: MZLU, 160 s. HAVÍŘOVÁ, Z. 2006. Dům ze dřeva, 2. vydání. Brno: ERA, 99 s. HORÁČEK, P. 2001. Fyzikální a mechanické vlastnosti dřeva I, Brno: MZLU, 128 s. HRÁZSKÝ, J. KRÁL, P. 2003. Hustotní profil a vlastnosti třískových desek, Brno: MZLU, 43 s. HRÁZSKÝ, J. KRÁL, P. 2007. Kompozitní materiály na bázi dřeva. Část I., Aglomerované materiály, Brno: MZLU, 253 s. KOTALÍK, O. 2008. Stavba a vybrané vlastnosti dřeva smrku pichlavého, Bakalářská práce, Brno: MZLU, 51 s. NYČ, M. 2005. Sádrokarton, Praha: Grada, 328 s. POŽGAJ, A., CHOVANEC, D., KURJATKO, S., BABIAK, M. 1993. Štruktúra a vlastnosti dreva, Bratislava: Príroda, 488 s. ŠLACHTOVÁ,
H.
2005.
Suché
stavby:
konstrukce
ze
sádrokartonových
a sádrovláknitých desek, Praha: BEN, 141 s. ŠLEZINGEROVÁ, J., GANDELOVÁ, L., HORÁČEK, P. 1998. Nauka o dřevě, Brno: MZLU, 184 s. ŠTEFKA,
V.
2007.
Kompozitné
drevné
materiály.
Část
II.,
Technológia
aglomerovaných materiálov, Zvolen: Technická univerzita, 203 s. VAVERKA, J., HAVÍŘOVÁ, Z., JINDRÁK, M. 2008. Dřevostavby pro bydlení, Praha: Grada, 376 s. VÝLET, P. 2009. Analýza vybraných mechanických vlastností materiálů konstrukční dřevo a Parallam, Diplomová práce, Brno: MZLU, 63 s. ZAPLETAL,
J.
2005.
Použití
sádrokartonových
a
sádrovláknitých
desek
v dřevostavbách, Diplomová práce, Brno: MZLU, 83 s. Seriálové publikace: HRÁZSKÝ, J., KRÁL, P. 2004. Cementotřískové desky. Podlahy a interiér. sv. 4/2004, č. 4, 38 – 42 s. HRÁZSKÝ, J., KRÁL, P. 2004. OSB desky. Podlahy a interiér. sv. 5/2004, č. 5, 72 – 75 s.
93
HRÁZSKÝ, J., KRÁL, P. 2004. Sádrotřískové a sádrovláknité desky. Podlahy a interiér. 2004. sv. 2. ročník, č. 1, 46 – 49 s. Technické normy: ČSN 49 0136. Drevo: Metóda zisťovania tvrdosti podla Janky. Praha: Úřad pro normalizaci a měření, 1983. 8 s. ČSN EN 15283 – 2 + A1. Sádrové desky vyztužené vlákny: Definice, požadavky a zkušební metody – Část 2: Sádrovláknité desky. Praha: Úřad při technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, 2010. 36 s. ČSN EN 300. Desky z orientovaných plochých třísek (OSB): Definice, klasifikace a požadavky. Praha: Český normalizační institut, 2006. 20 s. ČSN EN 310. Desky ze dřeva: Stanovení modulu pružnosti v ohybu a pevnosti v ohybu. Praha: Český normalizační institut, 1995. 8 s. ČSN EN 317. Třískové a vláknité desky: Stanovení bobtnání po uložení ve vodě. Praha: Český normalizační institut, 1993. 8 s. ČSN EN 323. Dosky z dreva: Zisťovanie hustoty. Praha: Český normalizační institut, 1994. 8 s. ČSN EN 324 – 1. Desky ze dřeva: Stanovení rozměrů desek – Část 1: Stanovení tloušťky, šířky a délky. Praha: Český normalizační institut, 1995. 8 s. ČSN EN 325. Desky ze dřeva: Stanovení rozměrů zkušebních těles. Praha: Český normalizační institut, 1995. 8 s. ČSN EN 520 + A1. Sádrokartonové desky: Definice, požadavky a zkušební metody. Praha: Úřad při technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, 2010. 52 s. ČSN EN 633. Cementotřískové desky: Definice a klasifikace. Praha: Český normalizační institut, 1996. 8 s. ČSN EN 634 – 1. Cementotřískové desky: Specifikace – Část 1: Všeobecné požadavky. Praha: Český normalizační institut, 1997. 8 s. ČSN EN 634 – 2. Cementotřískové desky: Specifikace – Část 2: Požadavky pro třískové desky pojené portlandským cementem pro použití v suchém, vlhkém a venkovním prostředí. Praha: Český normalizační institut, 2007. 12 s. Elektronické monografie: NA DŘEVO. Měsíčník o dřevě a pro dřevo. 2009. č. 1_0, s. 5. [online].
[2010-03-12]
94
PANEL GUIDE. Annex 2C: Cement bonded particleboard (CBPB). 2000 onwards [online].
BRE%20V3%2021_04.pdf> [2010-01-10] VAN ELTEN, G. J., Production of wood pool cement board and wood strand cement board on one plant and applications of the products. 2006 onwards. [online]. <
http://www.eltomation.com/Eng/Publications/Lecture%20IIBCC%20WWCB.pdf>
[2010-04-06] ECE/FAO FOREST PRODUCTS ANNUAL MARKET REVIEW. Wood-based panels – supply, trade and consumption. 2000 – 2001 [online]. [2010-06-08] ATHANASSIADOU, E., TSIANTZI, S., A novel resin systém for colourless OSB production. 2000 onwards [online]. [2010-07-11] UNECE / FAO. Forest products Antal market review. 2006 onwards [online]. [2010-11-09] HRÁZSKÝ, J., KRÁL, P. Analysis of properties of boards for concrete formwork. Journal of forest science. 2004 onwards [online]. [2010-12-10] ARO, M., Wood strand cement board. 2008 onwards [online]. [2010-03-12] UNITED NATIONS ECONOMIC COMMISSION FOR EUROPE. Unece timber database. 2009 onwards [online]. [2010-02-05] Podklady od dodavatelů a výrobců: Cetris Egger Fermacell Knauf Kronospan Rigips http://www.ayhanozdemir.net/plasterboard%20plant.pdf http://www.osbguide.com
95
SEZNAM OBRÁZKŮ Obr. 1: Závislost bobtnání dřeva (Fagus sp.) na vlhkosti (Horáček, 2001). ................... 15 Obr. 2: Obecný tvar pracovního diagramu (Požgaj at al., 1993) ................................... 18 Obr. 3: Rozdělení tahových a tlakových napětí po příčném průřezu (Požgaj at al., 1993) ........................................................................................................................................ 20 Obr. 4: Materiálová struktura konstrukčních materiálů (Hrázký, Král, 2003) ............... 21 Obr. 5: Schéma ideálního hustotního profilu: vlevo (Hrázký, Král, 2003) .................... 22 Obr. 6: Měření rozměrů šířky, délky desek a tloušťky zkušebních vzorků (ČSN EN 323, 1994; ČSN EN 325, 1995) .............................................................................................. 24 Obr. 7: Zkušební tělíska pro stanovení bobtnání a hustoty cementotřískových a OSB desek (ČSN EN 323, 1994) ............................................................................................. 26 Obr. 8: Zkušební vzorky pro analýzu tvrdosti konstrukčních materiálů ........................ 27 Obr. 9: Vzorky pro stanovení pevnosti a modulu pružnosti v ohybu sádrokartonových a sádrovláknitých desek (ČSN EN 520 + A1, 2010) ....................................................... 28 Obr. 10: Měření rozměrů zkušebních vzorků (ČSN EN 323, 1994) ............................... 29 Obr. 11: Ukázka uložení vzorků pro snímání ................................................................. 31 Obr. 12: Zkušební metoda stanovení meze pevnosti a modulu pružnosti v ohybu (ČSN EN 310, 1995) ................................................................................................................. 33 Obr. 13: Složení cementotřískových desek (Cetris) ....................................................... 36 Obr. 14: Výrobní schéma cementotřískových desek (Cetris) ......................................... 36 Obr. 15: Produkce OSB desek v Evropě (UNECE TIMBER database, 2009) ............... 45 Obr. 16: Produkce OSB desek v USA a Kanadě (UNECE TIMBER database, 2009) ... 45 Obr. 17: Výrobní postup OSB desek (http://www.osbguide.com) .................................. 47 Obr. 18: Výroba SDK (http://www.ayhanozdemir.net/plasterboard%20plant.pdf) ....... 56 Obr. 19: Typy hran sádrokartonových desek (ČSN EN 520+A1, 2010; Nyč, 2005) ...... 58 Obr. 20: Schéma výrobního procesu sádrovláknitých desek (Fermacell) ...................... 63 Obr. 21: Krabicový graf hodnot hustoty konstrukčních materiálů …………………… 69 Obr. 22: Závislost hustoty na tloušťce SDK, OSB desek tloušťky 18 mm ……………70 Obr. 23: Krabicový graf hodnot tloušťkového bobtnání vybraných konstrukčních materiálů, v časovém intervalu 2 a 24 hodin …………………………………………..72 Obr. 24: Závislost tloušťkového bobtnání na hustotě OSB desek (18 mm), v časovém intervalu máčení 2 a 24 hodin ………………………………………………………….73 Obr. 25: Krabicový graf hodnot celkové absorpce vody konstrukčních materiálů ……75 96
Obr. 26: Závislost celkové absorpce vody na hustotě sádrokartonových a sádrokartonových desek tloušťky 12,5 mm ……………………………………………75 Obr. 27: Hustotní profil konstrukčních materiálů tloušťky 18 mm: Ø – CTD, Ø – SDK, Ø – OSB ………………………………………………………………………………..77 Obr. 28: Hustotní profil konstrukčních materiálů tloušťky 12,5 mm: Ø – SVD, Ø – SDK…………………………………………………………………………………….77 Obr. 29: Krabicový graf hodnot statické Jankovi tvrdosti konstrukčních materiálů …..79 Obr. 30: Krabicový graf hodnot meze pevnosti v ohybu konstrukčních materiálů ……81 Obr. 31: Krabicový graf hodnot modulu pružnosti v ohybu vybraných konstrukčních materiálů………………………………………………………………………………..83
SEZNAM TABULEK Tab. 1: Rozměry a váha kalibračních tělísek .................................................................. 31 Tab. 2: Všeobecné požadavky na cementotřískové desky (ČSN EN 634 – 1, 1997)...... 37 Tab. 3: Požadavky pro rozhodné vlastnosti (ČSN EN 634 – 2, 2007) ............................ 38 Tab. 4: Přehled fyzikálních a mechanických vlastností cementotřískových desek (Cetris; E. J. van Elten, 2006) ........................................................................................ 41 Tab. 5: Typy OSB dle EN 300 a ČSN EN 300 (ČSN EN 300, 2006) ............................. 49 Tab. 6: Všeobecné požadavky na OSB desky (ČSN EN 300, 2006) .............................. 49 Tab. 7: Požadavky na OSB/1 a OSB/2 dle ČSN EN 300 (ČSN EN 300, 2006; Kronospan) ..................................................................................................................... 50 Tab. 8: Požadavky na OSB/3 a OSB/4 dle ČSN EN 300 (ČSN EN 300, 2006; Kronospan) ..................................................................................................................... 50 Tab. 9: Fyzikální a mechanické vlastnosti OSB desek Sterling a Eurostrand (Hrázský a Král, 5/2004) ................................................................................................................... 52 Tab. 10: Fyzikální a mechanické vlastnosti SKD Rigips (Rigips) ................................. 60 Tab. 11: Zyzikální a mechanické vlastnosti SVD (Fermacell; Hrázký, Král, 2007) ..... 66 Tab. 12: Statistické vyhodnocení hodnot hustoty konstrukčních materiálů ................... 68 Tab. 13: Statistické vyhodnocení hodnot tloušťkového bobtnání konstrukčních materiálů ......................................................................................................................... 71 Tab. 14: Statistické vyhodnocení hodnot celkové absorpce vody konstrukčních materiálů ......................................................................................................................... 74 Tab. 15: Statistické vyhodnocení hodnot hustotního profilu .......................................... 76 Tab. 16: Statistické vyhodnocení hodnot Jankovi tvrdosti konstrukčních materiálů ..... 78 97
Tab. 17: Statistické vyhodnocení hodnot meze pevnosti v ohybu jednotlivých konstrukčních materiálů .................................................................................................. 80 Tab. 18: Statistické vyhodnocení hodnot modulu pružnosti v ohybu konstrukčních materiálů ......................................................................................................................... 82 Tab. 19: Souhrnná tabulka výsledků vybraných fyzikálních a mechanických vlastností konstrukčních materiálů .................................................................................................. 84
98
SEZNAM PŘÍLOH Příloha 1: Druhy cementotřískových desek Cetris (http://cetris.cz/produkty/) ............ 101 Příloha 2: Typy cementotřískových desek Cetris Akustic (http://cetris.cz/produkty/) . 102 Příloha
3:
Kotvení
cementotřískových
desek
(http://cetris.cz/pagedata_cz/download/107_ppp_cz_5-v2_kap1-6.pdf) ...................... 102 Příloha 4: Vyplnění spár trvale pružnými tmely (Cetris) ............................................. 102 Příloha 5: Podlahový systém Polycet s dilatační spárou v ploše (Cetris) ..................... 103 Příloha 6: Plovoucí podlaha Izocet (Cetris) .................................................................. 103 Příloha 7: Podlaha složená ze dvou vrstev CTD na nosnících (Cetris) ........................ 104 Příloha 8: Únosnost podlahových desek Cetris PD a PDB při jednosměrném uložení nosníků (Cetris) ............................................................................................................ 104 Příloha 9: Únosnost podlahových desek Cetris PD a PDB při obousměrném uložení roštu (Cetris) ................................................................................................................. 104 Příloha 10: Použití cementotřískových desek (http://www.cetris.cz/) .......................... 105 Příloha 11: Odvětrávaný fasádní systém Vario (Cetris) ............................................... 105 Příloha 12: Použití cementotřískových desek (http://www.cetris.cz/) .......................... 106 Příloha 13: Detail požárně dělící stěny s vícevrstvým opláštěním (Cetris) .................. 107 Příloha 14: Detail spodního ukončení s přesahem desky CETRIS na dřevěném roštu (http://cetris.cz/pagedata_cz/systemy/PPP_CZ_08.pdf) .............................................. 108 Příloha 15: Výrobní závody OSB desek v Evropě a Severní Americe (ECE/FAO Forest Products Annual Market Review, 2000 – 2001) ........................................................... 108 Příloha 16: Světová produkce OSB v letech 1990 až 2001 (European panel products symposium, 2000) ......................................................................................................... 109 Příloha 17: Počet dceřinných společností Kronospan (ADZ Rumunsko, 2009) ............ 109 Příloha 18: Import OSB desek (UNECE TIMBER diabase, 2009)............................... 110 Příloha 19: Export OSB desek (UNECE TIMBER diabase,2009)................................ 111 Příloha 20: Velikost dilatační spáry (Kronospan) ........................................................ 111 Příloha 21: Konstrukční detaily skladby obvodové stěny (Kronospan) ....................... 112 Příloha 22: Podlahové konstrukce (Kronospan) ........................................................... 113 Příloha 23: Konstrukční detaily (Egger) ....................................................................... 114 Příloha 24: Konstrukční detaily (Egger) ....................................................................... 115 Příloha 25: Základní typy ocelových profilů (Nyč, 2005) ............................................ 116 Příloha 26: Hřebíky pro sádrokartonové desky dle DIN 18182 část 4 (Nyč, 2005) ..... 117 99
Příloha 27: Sponky pro sádrokartonové desky dle DIN 18182 část 4 (Nyč, 2005) ...... 117 Příloha 28: Sponky pro připevňování sádrovláknitých desek (Nyč, 2005)................... 117 Příloha 29: Příčky na kovové konstrukci (Rigips) ........................................................ 118 Příloha 30: Předsazené stěny na kovové konstrukci (Rigips) ....................................... 118 Příloha 31: Podhledy na dřevěné konstrukci (Rigips) .................................................. 119 Příloha 32: Obklad dřevěných sloupků (dvouvrstvý) (Rigips) ..................................... 119 Příloha 33: Suchá sádrokartonová podlaha (Rigips) ..................................................... 120 Příloha 34: Konstrukce střechy (Rigips) ....................................................................... 120 Příloha 35: Podlahová konstrukce (Fermacell) ............................................................ 121 Příloha 36: Střešní konstrukce (Fermacell) .................................................................. 122
100
A
B
D
C
F
E
Přříloha 1: Drruhy cementtotřískovýchh desek Cettris: A – Cetris Basic, B – Cetris PD, P C– Cetris PDB, D – Cetris Profil, P E – Cetris C Finish h, F – Cetriss Profil Finiish (hhttp://cetris.cz/produktyy/)
101
A
B
Přříloha 2: Tyypy cementootřískovýchh desek Cetrris Akustic: A – Cetris A Akustic bezz poovrchové úppravy, B – Cetris C Akusstic Finish s povrchovouu úpravou (hhttp://cetris.cz/produktyy/)
A
B
Přříloha 3: Kootvení cemeentotřískovýých desek: A – Samořezný vrut doo dřeva, B – Saamořezný vrut v do plechhu (http://ceetris.cz/pag gedata_cz/doownload/1007_ppp_cz_5v22_kap1-6.pddf)
Přříloha 4: Vyyplnění spárr trvale pružžnými tmely y (Cetris) 102
Přříloha 5: Podlahový systém s Polyycet s dilataační spárouu v ploše: 1 – dilatačn ní profil Dilex, 2 – náášlapná vrstvva, 3 – dilaatace (15 mm m), 4 – CTD D tl. 12 mm m horní, 5 – CTD tl. 122 mm spodnní, 6 – vrut 4,2 x 35 mm, m 7 – sepaarační vrstvva – pěnováá fólie tl. 2 mm, m 8– poodkladní dřeevěná lať 80 x 30 mm, 9 – izolacce EPS, 10 – izolační ddeska EPS 100Z, 1 11 – izolační desska EPS 100Z, 12 – paarozábrany, 13 – stropnní konstrukcce (Cetris)
n vrsstva, 3 – CT TD horní Přříloha 6: Ploovoucí podllaha Izocet: 1 – rohováá lišta, 2 – nášlapná přředvrtaná tll. 21 mm, 4 – CTD dolní d nevrttaná tl. 21 mm, 5 – iizolační desska, 6 – paarozábrany, 7 – stropníí konstrukcee, 8 – dilatační spára tl.. 15 mm (Ceetris)
103
Přříloha 7: Poodlaha složeená ze dvou vrstev CTD D na nosnícíích (Cetris))
Přříloha 8: Únosnost Ú poodlahových desek Cetrris PD a PD DB při jednnosměrném m uložení noosníků (Cetrris)
Přříloha 9: Únosnost Ú poodlahových desek Cetrris PD a PD DB při oboousměrném uložení rooštu (Cetris)) 104
A
B
C
D
Přříloha 10: Použití P cemeentotřískovýých desek: A – Podlahoové systémyy, B – Fasád dní oddvětrávané systémy, C – Systém ztraceného z bednění, b D – Záklop střřešních kon nstrukcí (hhttp://www.ccetris.cz/)
Přříloha 11: Odvětrávanný fasádní systém Vaario : 1 – cementotřřísková desska, 2 – neerezový vruut s podložkkou, 3 – vzduuchová mezzera minimáálně 25 mm m, 4 – svislá dřevěná laať 50 x 25 (1100 x 25) mm, m 5 – pojiistná difúzn ní fólie, 6 – vodorovná dřevěná laťť š = 100 m mm, 7 – prrofil ve spááře (klemppířský výrob bek), 8 – tepelná izoolace, 9 – talířová hm moždinka (C Cetris) 105
A
B
C
D
P cemeentotřískovýých desek: A – Opláštěění stěnovýcch systémů, B – Přříloha 12: Použití Obložení stroopních konsstrukcí, C – Výplň balk kónů, teras a lodžií, D – Dopravní stavby (hhttp://www.ccetris.cz/)
106
Přříloha 13: Detail D požárrně dělící sttěny s vícev vrstvým oplláštěním : 1 – cemento otřísková deeska, 2 – vrrut 4,2 x 35 mm, 3 – minerální plsť (vzducchová mezeera), 4 – CW W profil (oocelový nossník I, U), 5 – UW proofil (ocelov vý nosník I,, U), 6 – tm mel, 7 – pod dtmelení prrofilu, 8 – hmoždinka, h 9 – těsnící páska, p 10 – nalepovacíí trn (Cetris))
107
Přříloha 14: Detail D spodnního ukončeení s přesaheem desky CETRIS C na ddřevěném ro oštu: 01 – deska CETRIS, 02 – nerezový n vruut, 03 – svisslá dřevěná lať 50 x 25 mm, 04 – vzzduchová mezera m (min. 25 mm), 05 0 – pojistnáá fólie, 06 – vodorovnáá dřevěná laať, 07 – peerforovaný odvětrávacíí profil, 08 – tepelná izzolace, 09 – talířová hm moždinka (hhttp://cetris.cz/pagedataa_cz/system my/PPP_CZ Z_08.pdf)
Společnost
Evropaa
Kronofraance Egger Kronospaan Kronotexx Interlin Sonae/Gllunz
Weyerhaaeuser Footner Severnní Nexfor Amerikka Georgia Pacific P Nexfor
Lokaalizace
K Kapacita výroby v 1000 m3 2000
Francie Německ ko Bulharsk ko Německ ko Belgie Německ ko
350 360
Saskatch hewan Alberta Jižní Kaarolina Arkansaas
500 800 450
Alabamaa
2001
100 385 250 350
360 450
Přříloha 15: Výrobní V závody OSB deesek v Evro opě a Severnní Americe (ECE/FAO O Forest Prroducts Annnual Market Review, 20000 – 2001)) 108
Přříloha 16: Světová S proodukce OSB B v letech 1990 až 20001 (Europeean panel products p syymposium, 2000) 2
Polsko Kypr R Rumunsko Hong Kong Rusko Čína S Slovensko Česká republika Bulharsko B M Maďarsko Ukrajina Lotyšsko Bělorusko B Srbsko Rakousko R Švédsko Lichteenštejnsko USA Chorvatsko 0
2
4
6
8
10
12
14
1 16
Počet P závodů ů
Přílohaa 17: Počet dceřinných d munsko, 200 09) společnostíí Kronospann (ADZ Rum
109
Imporrt OSB do USA a Kanad dy 100 000 90 000 80 000
1000 m3
70 000 60 000 50 000
Canada
40 000
United Sttates
30 000 20 000 10 000 0 2001 1
2003
2005
2007
2 2009
A
Im mport OSB do d Evropy 400 350
1000 m3
300 250 200
2001
150
2003
100
2005
50
2007
0
2009
B Přříloha 18: Import I OSB B desek: A – USA a Kanada, B – Evropa (UNECE TIMBER T diiabase, 20099)
110
1000 m3
Exporrt OSB z US SA a Kanady y 9000 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0
Canada U United States
20 001
2003
2005
2 2007
2009 9
A Ex xport OSB z Evropy 1200 1000 m3
1000 800 600
2001
400
2003
200
2005
0
2007 2009
B Přříloha 19: Export E OSB B desek: A – USA a Kanada, B – Evropa (UNECE TIMBER T diiabase,20099)
Přříloha 20: Velikost V dilaatační spáryy (Kronospa an) 111
A
Dřevěné fasádní obložení – tloušťky 24 mm Dřevěné latě + provětrávání – tloušťky 24 mm Dřevěné kontralatě – tloušťky 24 mm Protivětrná difúzní fólie (sd < 0,3 m) Dřevovláknitá deska měkká – tloušťky 30 mm Dřevěná rámová konstrukce (60/160 mm, e = 625 mm) – tloušťky 160 mm Tepelná izolace z minerální vlny – tloušťky 160 mm OSB Superfinish – tloušťky 15 mm Sádrokartonová deska – tloušťky 12,5 mm
Součinitel prostupu tepla U (W/m2K) = 0,22 Vzduchová neprůzvučnost Rw (dB) = 46 Požární odolnost REI (min) = REI 30
B
Dřevěné fasádní obložení – tloušťky 24 mm Dřevěné latě + provětrávání – tloušťky 30 mm OSB Superfinish – tloušťky 12 mm Dřevěná rámová konstrukce (60/160 mm, e = 625 mm) – tloušťka 160 mm Tepelná izolace z minerální vlny – tloušťky 160 mm Parozábrana sd > 10 m Sádrokartonová deska – tloušťky 12,5 mm
Součinitel prostupu tepla U (W/m2K) = 0,25 Vzduchová neprůzvučnost Rw (dB) = 47 Požární odolnost REI (min) = REI 30
Příloha 21: Konstrukční detaily skladby obvodové stěny: A – Difúzně otevřená konstrukce, B – Difúzně uzavřená konstrukce (Kronospan)
112
Přříloha 22: Podlahové konstrukce (K Kronospan))
113
Přříloha 23: Konstrukční K detaily: vnější roh obv vodové stěnny, připojeníí soklu obvo odové stěny (Egger))
114
Přříloha 24: Konstrukční K detaily: nappojení střešní konstrukkce na obvoddovou nosn nou stěnu, napojeení stropní konstrukce k n obvodov na vou nosnou stěnu (Eggeer)
115
Příloha 25: Základní typy ocelových profilů (Nyč, 2005)
116
Příloha 26: Hřebíky pro sádrokartonové desky dle DIN 18182 část 4 (Nyč, 2005)
Příloha 27: Sponky pro sádrokartonové desky dle DIN 18182 část 4 (Nyč, 2005)
Poznámka - Staticky znamená při použití jako vyztužující prvek stěn s dřevěnými sloupky u montovaných domů.
Příloha 28: Sponky pro připevňování sádrovláknitých desek (Nyč, 2005)
117
Příloha 29: Příčky na kovové konstrukci: 1 – sádrokartonová desky, 2.1 – svislý profil CW 75, 2.2 – vodorovný profil UW 75, 3 – Minerální izolace dle specifikace, 4.1, 4.2 – rychlošrouby Rigips, 5 – spáry zatmeleny, 6 – kotvení do obvodových konstrukcí, 7 – napojovací těsnění (Rigips)
Příloha 30: Předsazené stěny na kovové konstrukci: 1 – sádrokartonová deska, 2.1 – svislý profil CW, 2.2 – vodorovný profil UW, 3 – minerální izolace, 4.1 – rychlošrouby Rigips, 5 – zatmelené spáry (Rigips)
118
Příloha 31: Podhledy na dřevěné konstrukci: 1 – sádrokartonová deska, 2.1 – dřevěné latě min. 48/24 mm, 3 – minerální izolace, 3.1 – parozábrany, 4.2 – rychlošrouby Rigips, 6 – kotvení do stropu (Rigips)
Příloha 32: Obklad dřevěných sloupků (dvouvrstvý): 1 – sádrokartonová deska RF nebo RFI, 4.2, 4.3 – rychlošrouby Rigips, 5.3 – tmelený ALU profil (Rigips)
119
Příloha 33: Suchá sádrokartonová podlaha: 1c – podlaha Rigipan PS (25 mm + 20 mm EPS), 2 – podlahové lepidlo, 3 – montážní přichycení sponkami, 4 – podklad (např. suchý vyrovnávací podsyp), 5 – okrajový pásek, 6c – EPS (Rigips)
Příloha 34: Konstrukce střechy: 1 – sádrokartonová deska, 2.1 – profil CD, 2.4 – přímý závěs, 3 – minerální izolace, 4.1 – rychlošrouby Rigips, 4.2 – vruty do přímých závěsů, 4.3 – šrouby Rigips, 5- zatmelené spáry, 6 – parozábrany, 7 – dřevěný záklop tl. minimálně 22 mm (Rigips)
120
Přříloha 35: Podlahová P k konstrukce: 1 – sádrovlááknitá deskaa 2 E 14, tl. 50 mm, 2 – ceeloplošný suuchý a nosnný podklad, 3 – okrajov vá izolační páska, p 4 – sádrovláknittá deska tl.. 10 mm (Feermacell)
121
Příloha 36: Střešní konstrukce: 38 – sádrovláknitá deska tl. 10 mm, 3 – parotěsná zábrana, 7 – dřevěná konstrukce rámu, 10 – zateplovací systém, 17 – pružná spára, 18 – lať na akustickém závěsu, 19 – tepelná a zvuková izolace, 21 – dřevěný věnec připevněn do konstrukce rámu, 23 – tmel nebo lepenka pro lepení fólií, 35 – střešní lať a kontra lať, 36 – střešní krytina, 37 – konstrukce krovu, 38 – sádrovláknitá deska tl. 20 mm (Fermacell)
122
