Mendelova univerzita v Brně Institut celoživotního vzdělávání

Mendelova univerzita v Brně Institut celoživotního vzdělávání Oddělení expertního inženýrství

Hodnocení mechanických vlastností QSB desky a jejich srovnání s vlastnostmi vybraných konstrukčních materiálů pro dřevostavby Diplomová práce

Vedoucí diplomové práce: Ing. Bc. Petr Junga, Ph.D.

Vypracoval (a): Bc. Petr Fait

Brno 2014 1

2

Prohlášení: Prohlašuji, že jsem diplomovou práci na téma:“Hodnocení mechanických vlastností QSB desky a jejich srovnání s vlastnostmi vybraných konstrukčních materiálů pro dřevostavby“ zpracoval sám a uvedl jsem všechny použité prameny. Souhlasím, aby moje diplomová práce byla zveřejněna v souladu s § 47b Zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách a uložena v knihovně Mendelovy univerzity v Brně, zpřístupněna ke studijním účelům ve shodě s Vyhláškou rektora MZLU o archivaci elektronické podoby závěrečných prací.

Autor kvalifikační práce se dále zavazuje, že před sepsáním licenční smlouvy o využití autorských práv díla s jinou osobou (subjektem) si vyžádá písemné stanovisko univerzity o tom, že předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity a zavazuje se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla dle řádné kalkulace.

V Brně, dne:…………………………….

Podpis studenta:…………………………

3

Poděkování:

Touto cestou bych chtěl poděkovat všem lidem, kteří mi při zpracování diplomové práce jakkoli pomohli a poradili. Především bych chtěl poděkovat vedoucímu práce Dr. Ing. Bc. Petru Jungovi za jeho odborné vedení a doc. Dr. Ing. Pavlu Králi za odborné konzultace. Dále chci poděkovat své rodině za jejich podporu a trpělivost během mého studia na škole.

4

ABSTRAKT Autor: Petr Fait Název práce: Hodnocení mechanických vlastností QSB desky a jejich srovnání s vlastnostmi vybraných konstrukčních materiálů pro dřevostavby. Diplomová práce. Brno 2014. Cílem této diplomové práce bylo vypracování literárního přehledu konstrukčních velkoplošných materiálů používaných pro dřevostavby a následné experimentální provedení zkoušky pevnosti a modulu pružnosti ve statickém ohybu u vybraných velkoplošných materiálů OSB, QSB a DTD desek při rozdílných vlhkostech. Dalším krokem této práce bylo statistické vyhodnocení jednotlivých hodnot výsledků ve formě tabulek a grafů. Klíčová slova: OSB desky, QSB desky, DTD desky, mez pevnosti a modul pružnosti v ohybu, konstrukční materiály, aglomerovaný materiály

ABSTRACT Author: |Petr FAIT The theme of the dissertation: The evaluation of mechanical characteristics of quality strandboards and their comparison to selected materials designated to wooden constructions. The dissertation. Brno 2014. The aim of this dissertation was to prepare a literery overview of the material broadly used for the wooden constructions and their consecutive experimental trials focused to strength and module of elasticity in bending at strictly selected large oriented strandboards, quality strandboards and chipboards at different levels of moisture. The next phase of the dissertation was to prepare a statistics evaluation of gained data and results during the evaluation period which are outlined at different forms including tables and statistics charts. Key words: oriented strand boards, quality strand boards, chipboard, strength and modulud of elasticity in bending, construction materials, composite material

5

OBSAH 1.

ÚVOD .....................................................................................................................9

2.

Cíl a zaměření práce .............................................................................................11

3.

Charakteristika materiálů na bázi dřeva a jejich vlastnosti ....................................12 3.1. Podmínky určující výběr vhodného druhu dřeva pro výrobu aglomerovaných materiálu .................................................................................................................12 3.1.1. Dřevěný sortiment používaný při výrobě aglomerovaných materiálů ..........13

4.

5.

6.

7.

3.2.

Jiné lignocelulosové suroviny ........................................................................14

3.3.

Lepidla ..........................................................................................................16

3.3.1.

Močovinoformaldehydová lepidla UF .....................................................17

3.3.2.

Melaminoformaldehydová lepidla MEF ..................................................17

3.3.3.

Fenolformaldehydová lepidla PF ............................................................18

3.3.4.

Isokyanátová lepidla ...............................................................................18

3.3.5.

Sulfitové výluhy ......................................................................................18

3.3.6.

Minerální pojiva .....................................................................................19

3.3.7.

Vliv hustoty a množství lepidla na mechanické vlastnosti OSB desky ......19

Definice třískových desek a jejich rozdělení ..........................................................20 4.1.

Produkce dřevotřískových desek v Evropě .....................................................22

4.2.

Produkce dřevotřískových desek ve světě .....................................................24

Definice vláknitých desek a jejich rozdělení ..........................................................25 5.1.

Vláknité desky vyrobené mokrým procesem .................................................25

5.2.

Vláknité desky vyrobené suchým způsobem ..................................................26

5.3.

Značení vláknitých desek ...............................................................................26

5.4.

Produkce dřevovláknitých desek v Evropě .....................................................27

5.5.

Produkce dřevovláknitých desek ve světě......................................................28

Definice překližovaných desek a jejich rozdělení ..................................................29 6.1.

Produkce překližovaných desek v Evropě ......................................................30

6.2.

Produkce překližovaných desek ve světě .......................................................32

6.3.

Produkce vybraných velkoplošných materiálů ve světě v letech 1997 – 2012 33

Vybrané velkoplošné materiály používané ve výstavbě dřevostaveb ....................34 7.1.

Deska z orientovaných plochých třísek (OSB).................................................34 6

7.1.1.

Využití OSB desek ...................................................................................34

7.1.2.

Typy OSB desek podle EN 300 a podle ČSN EN 300 .................................35

7.1.3.

Technologie výroby OSB desek ...............................................................35

7.1.4.

Fyzikální a mechanické vlastnosti OSB desek ..........................................37

7.2.

7.2.1.

Typy cementotřískových desek a jejich využití ........................................38

7.2.2.

Technologie výroby lehkých stavebních CTD desek z dřevní vlny ............39

7.2.3.

Fyzikální a mechanické vlastnosti cementotřískových desek (CTD) .........40

7.3.

Vlastnosti MFP desek a jejich využití......................................................40

7.3.2.

Technologie výroby dřevotřískových desek (trojvrstvé) ..........................41

7.3.3.

Fyzikální a mechanické vlastnosti MFP desek .........................................43

Překližkové desky ..........................................................................................44

7.4.1.

Typy překližkových desek .......................................................................44

7.4.2.

Oblast použití překližek ..........................................................................45

7.4.3.

Technologie výroby překližek .................................................................46

7.4.4.

Fyzikální a mechanické vlastnosti překližek ............................................47

7.4.5.

Speciální překližky využívané ve stavebnictví ..........................................48

7.5.

Sádrovláknité desky.......................................................................................49

7.5.1.

Vlastnosti a použití SVD ..........................................................................49

7.5.2.

Technologie výroby SVD .........................................................................50

7.5.3.

Fyzikální a mechanické vlastnosti SVD ....................................................50

7.6.

9.

Dřevotřískové desky (MFP) ............................................................................40

7.3.1.

7.4.

8.

Cementotřískové desky (CTD)........................................................................37

QSB deska .....................................................................................................51

7.6.1.

Vlastnosti a použití QSB desky ................................................................51

7.6.2.

Technologie výroby QSB desek ...............................................................51

7.6.3.

Fyzikální a mechanické vlastnosti QSB desek ..........................................52

Vybrané mechanické vlastnosti dřeva ..................................................................53 8.1.

Pružnost dřeva ..............................................................................................53

8.2.

Pevnost dřeva ...............................................................................................55

Materiál a metodika .............................................................................................57 9.1.

Hlavní úkol (předmět) zkoušky ......................................................................57

9.2.

Použité technické normy ...............................................................................57 7

9.3.

Použité pomůcky a zkušební zařízení .............................................................57

9.4.

Výběr konstrukčních materiálu pro experiment.............................................58

9.4.1.

Výroba, rozměry a počet vzorků .............................................................58

9.4.2.

Určení vlhkosti zkoušených vzorků .........................................................59

9.4.3.

Klimatizace zkušebních těles ..................................................................59

9.4.4.

Zjišťování rozměrů a hmotnosti zkušebních těles ...................................60

9.5.

10.

Stanovení pevnosti v ohybu a modulu pružnosti v ohybu ..............................60

9.5.1.

Pevnost ve statickém ohybu ...................................................................61

9.5.2.

Modul pružnosti ve statickém ohybu......................................................61

Výsledky ...........................................................................................................63

10.1.

11.

Popisná statistika .......................................................................................63

10.1.1.

Mez pevnosti v ohybu DTD desky .......................................................63

10.1.2.

Modul pružnosti v ohybu DTD desky ...................................................63

10.1.3.

Mez pevnosti v ohybu OSB desky........................................................64

10.1.4.

Modul pružnosti v ohybu OSB desky ...................................................65

10.1.5.

Mez pevnosti v ohybu QSB desky ........................................................65

10.1.6.

Modul pružnosti v ohybu QSB desky ...................................................66

Diskuze .............................................................................................................67 11.1.1.

Modul pružnosti v ohybu DTD, OSB a QSB desek při různých vlhkostech 67

11.1.2.

Pevnost v ohybu DTD, OSB a QSB desek při různých vlhkostech..........68

12.

Závěr ................................................................................................................70

13.

Resume.............................................................................................................72

14.

Literatura ..........................................................................................................74

15.

Internetové zdroje ............................................................................................76

16.

Seznam tabulek ................................................................................................77

17.

Seznam obrázků................................................................................................79

8

1. ÚVOD Dřevo je velmi účinný přírodní materiál, který pozitivně ovlivňuje ekologický koloběh a hraje velmi důležitou roli v souvislosti s naší živitelkou zemí. Všeobecně se traduje nutnost starostlivě zacházet s přírodními zdroji, a tak zajistit trvalý vývoj pro budoucnost. Pojem trvalý vývoj se stal v posledních letech módním slovem, které se různě interpretuje a definuje. Zásada trvalosti vychází původně ze středoevropského hospodářství. Pro příklad nemusíme chodit daleko, např. ve Švýcarsku bylo v r. 1870 předepsáno pokácet v lesích pouze tolik dřeva, kolik ho přiroste. A tento princip hospodaření spotřebovat jenom tolik, aby pozemek neodebíral kapitál, se osvědčil nejenom v dřevařském hospodářství, ale získal dnes význam v globálním myšlení. Zásada trvalosti při výstavbě a užívání budovy stanoví spotřebovat pouze tolik zdrojů (materiál, energie, voda, životní prostředí), kolik příroda může doprodukovat. Ten, kdo staví ze dřeva, poskytuje proto v zásadě již významný přínos. Ten, kdo mimo toho navrhuje plášť budovy s masivní izolací, používá ekologicky vhodné doplňkové materiály, optimalizuje výrobní metody, přepravní a montážní podmínky, dostává se velmi blízko k požadovanému cíli spotřebovat pouze tolik, kolik může příroda doprodukovat.

Pojem ekologie je složena

z řeckých slov „oikos“ (dům, domácnost) a „logos“ (nauka, učení). V překladu to znamená nauka o domu. Ekologie spadá do oblastí biologie a značí vědu o vzájemném působení mezi organizmy a jejich neživým okolním prostředím. Dřevo je považováno za ekologicky příznivý konstrukční materiál, jak již bylo uvedeno v předcházejícím textu. Pokud se sleduje jeho růst podrobněji, vycházejí najevo překvapivé poznatky. Z oxidu uhličitého, světla a vody se vytvářejí fotosyntézou sacharidy a pro člověka důležitý kyslík. Z toho vyplývá, že dřevo, které roste, váže fotosyntézou stromu oxid uhličitý, pokácené dřevo ho uchovává (váže). Je všeobecný předpoklad, že oxid uhličitý má největší vliv na vznik skleníkového efektu. Používáním dřeva se z atmosféry odebere pro dobu životnosti výrobku příslušné množství oxidu uhličitého. Zvlášť vhodné jsou dřevěné výrobky s dlouhou životností. K tomu přistupuje to, že spalování dřeva je neutrální na oxid uhličitý a při technickém využití získaného tepla je možné ušetřit fosilní zdroje energie. Pro příklad výhřevná hodnota jednoho kubického metru vysušeného bukového dřeva odpovídá asi 300 litrům topného oleje. Předpokladem pro trvalý vývoj je povědomí o koloběhu. Každý výrobek prochází svým vlastním životním cyklem. Tento cyklus obsahuje veškeré stupně od růstu dřeva, přes získání suroviny, zpracování a použití, 9

až po opětovné použití. Dřevo jako obnovitelný a tradiční materiál je velice vhodný k poznání a vysvětlení trvalého vývoje a může tak působit jako příklad pro budoucí stavění.(KOLB, 2008), Pokud si bude chtít člověk udělat celkový obrázek o energetických nárocích, které bezprostředně souvisí s výstavbou stavby, měl by uvažovat také o energiích potřebných: 

na výrobu stavebních materiálů, energií na jejich přepravu např. energii potřebnou na vypálení cihel, energii na výrobu cementu, oceli atd.



energie a náklady na rekultivaci a obnovu krajiny, ve které došlo k nenávratným vytěžením stavebních hmot (cihlářská hlína, štěrky, písky, vápenec a suroviny na výrobu cementu, železnou rudu atd.)



energie a náklady na likvidaci klasických staveb

Pokud by se tyto náklady vyčíslily a poté by se zahrnuly do výroby cihel, cementu nebo oceli, tedy tak, jak to opravdu je, cena těchto komodit by se okamžitě vyšplhala do závratné výše. Cena těchto komodit je ale uměle dotována z kapes nás všech, protože pokud se investuje do obnovy prostředí, které bylo poškozeno těžbou těchto komodit, jsou na to používány státní prostředky (tedy peníze daňových poplatníků). Z těchto poznatků vyplývá následující: 

používat takové materiály, které pochází z obnovitelných zdrojů a nevyžadují složitou a nákladnou rekultivaci a následnou obnovu krajiny po vytěžení



používat takové materiály, u kterých výroba, transport a manipulace vyžadují co nejméně energie



stavět takové stavby, které budou mít co nejnižší energetické a nákladové požadavky na svoji adaptaci a přestavbu po celou dobu své fyzické životnosti a také pak v rámci jejich následné likvidace a odstranění



stavět stavby, které budou po uplynutí své fyzické existence co nejvíce recyklovatelné, (RŮŽIČKA, 2006)

10

2. CÍL A ZAMĚŘENÍ PRÁCE Hlavním cílem této diplomové práce je vypracování literárního přehledu v oblasti konstrukčních velkoplošných materiálů používaných pro dřevostavby a jejich fyzikálních vlastností. Dalším neméně důležitým cílem této diplomové práce je zvolení metodiky v experimentální části u velkoplošných materiálů OSB desky, QSB desky, DTD desky o jmenovité tloušťce 18 mm. Experimentální provedení analýzy pevnosti a modulu pružnosti ve statickém ohybu těchto materiálů při různých rovnovážných vlhkostech. Tato experimentální část bude provedena v souladu s technickými normami a zjištěné výsledky budou vzájemně statisticky a graficky porovnány mezi sebou a následně vyhodnoceny. Součástí této diplomové práce také bude vyhodnocení produkce vybraných velkoplošných materiálů ve světě a Evropě v období 1997 až 2012.

11

3. CHARAKTERISTIKA MATERIÁLŮ NA BÁZI DŘEVA A JEJICH VLASTNOSTI

3.1.

PODMÍNKY URČUJÍCÍ VÝBĚR VHODNÉHO DRUHU DŘEVA PRO VÝROBU AGLOMEROVANÝCH MATERIÁLU



Pro výrobu třískových desek mají důležitý význam parametry jako například (hustota dřeva, roztřískovatelnost, podíl běle a jádra, PH dřeviny).



Pro výrobu vláknitých desek jsou podstatné vlastnosti jako (délka dřevních vláken, obsah ligninu a hemicelulos, rozvláknitelnost



Kůra břízy, která je tuhá a houževnatá, je nežádoucí.



Dub obsahuje vysoký obsah tříslovin, je křehký a dává lámavé třísky, zvláště dub cer („Quercus cerris“)



Topol zapříčiňuje těžkosti při roztřískování tím, že třísky obalují ostří nožů z důvodu nevhodného řezného úhlu



U buku je třeba zohlednit vzhledem k jeho vyšší hustotě i vyšší požadavky na rovnoměrnost vrstvení



Při použití exotických dřevin mohou vadit určité extraktivní látky a další nevýhodou je též vysoký obsah křemičité látky, které způsobují rychlé otupování nožů sekaček a roztřískovačů, (HRAZSKÝ, KRÁL, 2007)

12

3.1.1. DŘEVĚNÝ SORTIMENT POUŽÍVANÝ PŘI VÝROBĚ AGLOMEROVANÝCH MATERIÁLŮ

a) Tenké lesní sortimenty z probírek a prořezávek, při kterých je třeba mít na zřeteli vysoký obsah kůry. b) Dříví 5. třídy jakosti (rovnané dříví průmyslové – vlákninové) ve formě kuláčů a štěpin. Jsou-li odzrněny, mohou být vhodné k výrobě povrchových třísek. c) Hrubý průmyslový odpad, jako například pilařské krajiny, odřezky, zbytky od zkracovacích pil, loupárenské zbytkové válce, dýhárenský odpad. d) Drobný průmyslový odpad, zejména hobliny, piliny a škrabky napadající při loupání sloupů. e) Třísky a štěpky z pilařských agregátních strojů. f) Štěpky a třísky dovážené z jiných dřevařských závodů. g) Lesní štěpky (po vhodném třídění a čištění). h) Truhlářský kusový odpad ze zpracování suchého dřeva v nábytkářském a stavebně-truhlářské výrobě. (HRAZSKÝ, KRÁL, 2007)

V období let 1965 – 1970 činil podíl rovnaného dříví průmyslového pro výrobu aglomerovaných materiálů 66 – 70 % a podíl průmyslového dřevního odpadu 34 – 30 %. V dalším období byl sledován prudký nárůst procenta dřevních odpadů na úkor lesní hmoty, a to např. na 45 % v roce 1980, 75 – 85 % (ve světě). Ze zkušeností světových výrobců třískových desek (Německo, Itálie) tvoří cena dřeva a lepidla 40 – 50 % nákladů na výrobu desky. Aby se tyto náklady snížily, používá se proto ve velké míře odpadová dřevní hmota (staré palety, staré bedýnky, vadné bubny na elektrické kabely, odpady z nábytkářských závodů, starý nábytek, piliny apod.). Z důvodu zpracování těchto velkoobjemových dřevních odpadů vyvinula celá řada firem speciální stroje. (HRAZSKÝ, KRÁL, 2007)

13

3.2.

JINÉ LIGNOCELULOSOVÉ SUROVINY

a) Pazdeří – odpadní produkt zpracovatelských závodů konopí a lnu, které je vhodné pro výrobu pazdeřových respektive pilinopazdeřových desek. Konopí a len se pěstují za účelem získání vláken anebo cenného tvrdnoucího oleje. Stonky se skládají ze silně zdřevnatělých buněk, v kterých jsou uloženy svazky lýkových vláken. Mezi konopným a lněným pazdeřím je v tloušťce stonku podstatný rozdíl. Lněné pazdeří tvoří hotové jehličky, konopné pazdeří hrubé částice, které je nutno dále roztřískovat.

b) Bagasa – pro výrobu třískových desek má velký význam bagasa. V dnešní době ve světě vyrábí z bagasy desky na 43 závodů v 25 zemích. Velké linky dosahují kapacity až 300 000 tun TD/rok. Po vylisování a extrakci cukru z cukrové třtiny vznikne bagasa. Bagasa je po dřevě nejdůležitější surovinou pro výrobu třískových desek. Produkce bagasy na celém světě je 60 mil. tun/rok. Bagasa se vyskytuje v cukrovarech tropických a subtropických oblastí, zejména na Kubě a jiných ostrovech Karibské oblasti a také v Africe a v Asii, kde se po řadu let používá k výrobě TD a VD, ale také k výrobě papíru. Ke kvalitní výrobě aglomerovaných materiálů z bagasy je zapotřebí vytřídit dřeňový podíl, aby aglomerované materiály vykazovaly vyhovující fyzikální a mechanické vlastnosti. Mezi hlavní problémy při zpracování bagasy patří obsah zbytkového cukru (4 – 7 %), který při skladování bagasy fermentuje a podporuje její hnilobu. Proto je důležité snížení vlhkosti bagasy pod 20 %, při kterém se vývoj škodlivých mikroorganismů zastavuje nebo přinejmenším podstatně omezuje. Při zpracování těchto odpadů musí být při výrobě DT přidávány odpovídající ochranné prostředky, které by měly zabezpečit ochranu proti napadení houbami rodu „Basidiomycetes“ a „Ascomycetes“. (HRAZSKÝ, KRÁL, 2007) c) Stonky bavlníku – v zemích, kde se pěstuje bavlník, zůstává po tomto sběru velké množství zdřevnatělých stonků bavlníku, dosahujících tloušťky 1 až 2 cm. Většinou jsou na polích spalovány bez užitku, hlavně z důvodů zabránění rozší14

ření bavlníkového červa a jiných škůdců. Při vhodném ošetření stonků insekticidy se dají dobře zpracovat na třískové desky. d) Bambus a papyrus – V rozvojových zemích různé druhy bambusu, především „Phylostachus bambusoides“ a „Cyperus papyrus“, představují pozoruhodnou surovinovou bázi pro výrobu aglomerovaných materiálů. Bambus obsahuje křemičitany, které způsobují rychlé otupování nožů roztřískovačů. Dále se vyznačuje délkou elementárního vlákna a to 2,5 – 3 mm. Rákos, papyrus a podobně dlouhostonkové rostliny se také využívají v celých délkách k výrobě velkoplošných rohoží (šíře až 2 m), které se spojují pomocí drátu a využívají se pro stavební účely. e) Sláma – využívá se pro výrobu vláknitých desek izolačních. V rozvojových zemích se jedná hlavně o rýžovou slámu. Vláknité desky z tohoto druhu suroviny se vyrábí např. v Egyptě. Vyznačují se horší kvalitou než desky ze dřeva, což souvisí s nižším obsahem ligninu a vyšším obsahem křemičitanů. Na výrobu panelů je možno využít obilnou slámu bez dezagregace na třísky (celá délka stonku) speciální technologií „Stramit““. Při tloušťce 50 mm se tyto materiály používají jako samonosný materiál na vnější stěny, příčky a střešní podhledy. Ze slámy je možné vyrábět široký sortiment třískových desek, od lehkých desek s pórovitou dekorativní strukturou a výbornými izolačními vlastnostmi až po desky tlusté s uzavřenou povrchovou plochou. Sláma obsahuje skoro stejné chemické složky jako dřevo. Obsahuje menší procento ligninu a celulosy, současně má vyšší obsah hemicelulos. Povrchová vrstva stébel je pokryta tenkou vrstvou vosku. Tato vrstva má komplikované chemické složení, je vysoce odpudivá a způsobuje problémy při nanášení lepidla. Desky ze slámy mají téměř stejné vlastnosti jako desky dřevotřískové. Pouze stav vlhkostní rovnováhy desek ze slámy je o něco nižší než u desek třískových. f) Catole palma – V zemích s nedostatkem dřeva (Asie a Afrika) se využívají k výrobě aglomerovaných materiálů také různé druhy palem, obzvláště Catole palma. Při zpracování tohoto druhu suroviny vznikají jehlicovité třísky způsobující velké výrobní těžkosti. Při výrobě desek z těchto surovin se používá izokyanátových lepidel. (HRAZSKÝ, KRÁL, 2007)

15

T AB . Č .1 PODÍL ZÁSADNÍCH SLOŽEK VE SLÁMĚ V % RŮZNÝCH DRUZÍCH VE SROVNÁNÍ S JINÝMI LIGNOCELULOSOVÝMI MATERIÁLY, (HRAZSKÝ, KRÁL, 2007) Materiál

Popel (%)

Lignin (%)

Celulosa (%)

Pentosany (%)

Ječná sláma

4

14

35

28

Ovesná sláma

5

15

37

29

Pšeničná sláma

3

17

39

29

Žitná sláma

4

18

40

27

Řepková sláma

6

20

36

27

Lněné pazdeří

1

20

38

33

Bukové dříví

1

22

41

18

Smrkové dříví

1,3

28

42

9

3.3.

LEPIDLA

Druhou nejdůležitější surovinou ve výrobě aglomerovaných materiálů jsou syntetická lepidla (pryskyřice) termoreaktivního typu, a to lepidlo močovinoformaldehydová (UF), fenolformaldehydová (PF), melaminoformaldehydová (MEF), isokyanátová, taninová, omezeně sulfitové výluhy a dále minerální pojiva. Na účelu použití toho kterého aglomerovaného materiálu závisí druh požitého lepidla. UF lepidla se použijí u desek určených do suchého (vnitřního) prostředí. Desky vystavené delším expozicím vlhkosti – například pro stavebnictví – budou vyráběny s použitím PF nebo MEF lepidel. Dnes se používají také diisokyanátová lepidla, která i při menší spotřebě zabezpečí dostatečnou pevnost a odolnost třískových desek vůči vlhkosti. Pro vláknité desky vyráběné mokrým způsobem musí být použita pryskyřice ředitelná vodou (fenolformaldehydová, albumin). Obecně platí, že vyšší nános lepidla, tedy vyšší obsah lepidla v třískové desce, způsobí vzestup vlastností pevnost v ohybu a pevnost v tahu kolmo na rovinu desky a

16

pokles hodnot bobtnání po 2 hod. uložení ve vodě (při dané hustotě třískových desek). (HRAZSKÝ, KRÁL, 2007)

3.3.1. MOČOVINOFORMALDEHYDOVÁ LEPIDLA UF

Tato lepidla jsou preferována pro výrobu třískových desek a vláknitých desek polotvrdých vyráběných suchým způsobem. Připravuje se kondenzací močoviny a formaldehydu, kde tato reakce mezi močovinou a formaldehydem je velmi složitá. Touto chemickou kombinací se vytvářejí lineární polymery, rozvětvené polymery a trojrozměrné sítě ve vytvrzených pryskyřicích. Jedním z důležitých aspektů výroby UF pryskyřic je molární poměr močoviny a formaldehydu. Tento poměr společně s charakterem předpolymeru vyrobeného v prvním stupni výroby pryskyřice má hlavní úlohu při řízení tvorby meziproduktů vznikajících v průběhu vytvrzování a v konečném důsledku i vlastnosti vytvrzené pryskyřice. Močovinofolmardehydová lepidla nelze zpracovat v dodaném stavu, kdy jsou neutrální. Při lepení třísek se lepidlo ředí většinou na 40 – 60 %, a proto se přidává tvrdidlo, které sníží ph na hodnotu, kdy proběhne za normální nebo zvýšené teploty vytvrzení lepidla. K vytvrzování UF lepidla se používají tvrdidla různého složení, například chlorid amonný, síran hlinitý, chlorid železitý, fosforečnan amonný, hexametylentetramín anebo jejich kombinace. (HRAZSKÝ, KRÁL, 2007)

3.3.2. MELAMINOFORMALDEHYDOVÁ LEPIDLA MEF

Melaminoformaldehydová lepidla vynikají velmi dobrými pevnostními vlastnostmi a jsou podobná svým chemickým složením močovinoformaldehydovým lepidlům. Jsou odolná studené a po omezenou dobu i vařící vodě a povětrnostním vlivům. Mezi jejich nedostatky patří malá stabilita roztoků a vyšší cena než cena močovinoformaldehydovým lepidel. Májí podobné vlastnosti jako lepidla fenolformaldehydová. UF a MEF pryskyřice mají společné některé fyzikální a mechanické vlastnosti vytvrzených a nevytvrzených pryskyřic Melaminoformal dehydové pryskyřice jsou však kvalitnější než močovinoformaldehydové pryskyřice, protože lépe odolávají účinkům vody a tepla, jsou tvrdší. Mají však kratší dobu skladování a v porovnání fenolickými lepidly jsou 17

reaktivnější. Reakce melaminu s formaldehydem probíhá podobně jako reakce močoviny s formaldehydem. Za zvýšené teploty v neutrálním nebo slabě alkalickém prostředí vznikají v první fázi adiční sloučeniny obsahující metylolové skupiny, kde mohou vznikat mono – až hexametylolomelaminy. (HRAZSKÝ, KRÁL, 2007)

3.3.3. FENOLFORMALDEHYDOVÁ LEPIDLA PF

Tato lepidla jsou polykondenzační produkty vzniklé reakcí fenolu nebo jeho homologů (resolů a xylenolů) s formaldehydem v alkalickém prostředí. Kondenzačními reakcemi fenolu a formaldehydu vznikají zpočátku fenolalkoholy, monomethylol a dimethylolfenol a tato navzájem kondenzací spolu vytváří dvojrozměrná řetězovitá spojení. Reakce formaldehydu a fenolu probíhají za sebou a paralelně, proto do vytvoření makromolekulárního resitu obsahuje kondenzační produkt molekuly různé velikosti. Tak vzniknou z fenolu a formaldehydu nejprve fenolalkoholy, které další reagují dále za současného odštěpování vody za vzniku methylenových a dimethyleneterových můstků. (HRAZSKÝ, KRÁL, 2007)

3.3.4. ISOKYANÁTOVÁ LEPIDLA

Isokyanátová lepidla vznikají adiční polymerací polyisokyanátů s vícemocnými alkoholy nebo polyestery bohatými na hydroxylové skupiny. V dnešní době se používá jednosložkový produkt skládající se z polymerního methylendiisokyanátu (MDI). Lepidlo MDI je tmavě hnědá kapalina, která má silnou adhesi k různým materiálům, i k lisovacím deskám. Tento nedostatek se dá vyřešit tak, že se MDI používá pouze pro středovou vrstvu a na povrchovou vrstvu se používá UF nebo PF pryskyřice. (HRAZSKÝ, KRÁL, 2007)

3.3.5. SULFITOVÉ VÝLUHY

Sulfitové výluhy jsou levným odpadním produktem při výrobě buničiny. Jelikož toto pojivo vyžaduje samo o sobě dlouhé lisovací časy a dodatečnou tepelnou úpravu, v praxi se sulfitové výluhy neujaly. Klasická termoreaktivní lepidla jsou sice dražší, 18

dovolují ale efektivnější výrobní postup a lepší využití kapacity lisu. (HRAZSKÝ, KRÁL, 2007)

3.3.6. MINERÁLNÍ POJIVA Velmi rozšířeným minerálním pojivem je hydraulický cement, který vytvrzuje vázáním vody a tvoří tak vodovzdorné pojivo. Existuje několik druhů hydraulického cementu portlandský, vysokopecní, hlinitanový, hutní, železoportlandský. Dalším druhem minerálního pojiva pro výrobu aglomerovaných materiálů je hořečnatý cement tzv. Sorelův cement. Velmi důležitým pojivem je dále sádra a to pro výrobu sádrotřískových, sádrokartonových a sádrovláknitých desek. (HRAZSKÝ, KRÁL, 2007)

3.3.7. VLIV HUSTOTY A MNOŽSTVÍ LEPIDLA NA MECHANICKÉ VLASTNOSTI OSB DESKY

Výsledky zkoušek mechanických vlastností (pevnost v ohybu, modul pružnosti, a pevnost v tahu kolmo k desce) provedené doc. Dr. Ing. Králem a doc. Dr. Ing. Hrázským, ukázaly nižší pevnost v ohybu a snížení hodnoty modulu pružnosti v obou osách při zvýšení množství lepidla a snížení jeho hustoty a to z důvodu poklesu dřevního materiálu v oblasti OSB desky. Na druhé straně bylo prokázáno zlepšení pevnosti v tahu kolmo k povrchu desky. Při výraznějším snižování hustoty lepidla by již OSB desky neodpovídala požadavkům spotřebitele, jelikož při snížené hustotě lepidla se prokazatelně snižují mechanické vlastnosti především na okrajích OSB desky. Při snížení množství lepidla a jeho konstantní hustotě na povrchu a v centrální vrstvě způsobilo pokles hodnot všech mechanických vlastností desky zejména pevnosti v tahu kolmo k povrchu desky. Na základě výsledků těchto testů je možno konstatovat následující: 

Při konstantní hustotě lepidla a snížení jeho množství dochází k poklesu všech mechanických vlastností desky a to zejména v tahu kolmo k povrchu desky



Při snížení hustoty lepidla a zvýšení jeho množství dochází ke snížení pevnosti v ohybu a snížení hodnoty modulu pružnosti v obou osách desky,(KRÁL, HRÁZSKÝ, 2009)

19

4. DEFINICE TŘÍSKOVÝCH DESEK A JEJICH ROZDĚLENÍ ČSN EN 309:2005 definuje třískové desky jako materiály vyrobené slisováním částic (třísek, hoblin, pilin atd.) nebo jiných lignocelulosových materiálů v podobě částic (pazdeří, konopí, bagasa, sláma atd.) s přídavkem polymerního lepidla.(HRÁZSKÝ, KRÁL, 2007)

Podle ČSN EN 309:2005 se dělí třískové desky následovně: 

Podle výrobního procesu -

lisované plošně

-

lisované válci (kalandrované)

-

lisované výtlačně a) plné b) odlehčené (s otvory)



Podle stavu povrchu -

nebroušené (surové)

-

broušené nebo frézované

-

lakované např. barvou

-

povrchově upravené nalisováním tuhého materiálu (fólie, dýhy, pryskyřicí impregnovaného dekoračního papíru, laminátu – vrstvené lisované desky)



Podle tvaru -

rovné

-

se strukturovaným (profilovaným) povrchem 20



se strukturovanými (profilovanými) boky

Podle struktury desky -

jednovrstvé

-

vícevrstvé (různé částice orientované nebo neorientované v různých vrstvách)





-

s plynulým přechodem vrstev

-

odlehčené výtlačné desky

Podle tvaru a velikosti částic -

třísková deska

-

deska z jiných částic, například z pazdeří (Pazderová deska)

Podle účelu použití -

desky pro všeobecné účely pro použití v suchém prostředí

-

desky pro vnitřní vybavení (včetně nábytku) pro použití v suchém prostředí

-

nenosné desky pro použití ve vlhkém prostředí

-

nosné desky pro použití v suchém prostředí

-

nosné desky pro použití ve vlhkém prostředí

-

zvlášť zatížitelné nosné desky pro použití v suchém prostředí

-

zvlášť zatížitelné nosné desky pro použití ve vlhkém prostředí

Tato norma neobsahuje desky z orientovaných plochých třísek (OSB),(HRÁZSKÝ, KRÁL, 2007)



Podle množství obsahu volného formaldehydu (není předmětem ČSN EN 309) -

TD emisní třídy E1 s obsahem formaldehydu do 8 mg/100 g a.s. 21



-

TD emisní třídy E2 s obsahem formaldehydu 8 – 30 mg/100 g a.s.

-

TD emisní třídy E3 s obsahem formaldehydu 30 – 60 mg/100 g a.s.

Dělení třískových desek podle ČSN EN 312:2004 -

P 1 Desky pro všeobecné účely pro použití v suchém prostředí

-

P 2 Desky pro vnitřní vybavení (včetně nábytku) pro použití v suchém prostředí

-

P 3 Nenosné desky pro použití ve vlhkém prostředí (t = 20°C, relativní vlhkost okolního vzduchu přesahující 85 % jen několik týdnů v roce)

-

P 4 Nosné desky pro použití v suchém prostředí

-

P 5 Nosné desky pro použití ve vlhkém prostředí

-

P 6 Zvlášť zatížitelné nosné desky pro použití v suchém prostředí

-

P 7 Zvlášť zatížitelné nosné desky pro použití ve vlhkém prostředí, (HRÁZSKÝ, KRÁL, 2007)

4.1.

PRODUKCE DŘEVOTŘÍSKOVÝCH DESEK V EVROPĚ

Celkový nárůst a produkce DTD desek v Evropě byla v roce 2007. Nejvyšší produkci DTD desek v Evropě má Německo. V České republice byla produkce DTD desek nejvyšší v roce 2007 a nejnižší v roce 1997.

22

T AB . Č. 2 PRODUKCE DTD DESEK V E VROPĚ V

LETECH

1997 – 2012, (FAOSTAT)

Produkce DTD desek v Evropě v letech 1997 – 2012 (tis. m3) 1997

2002

2007

2012

Rakousko

1771

2380

2670

2250

Česká republika

737

874

1428

1100

Itálie

2750

3300

3600

2588

Francie

3275

3825

4841

4258

Rumunsko

229

145

775

2291

Ruská federace

1490

2738

5501

6753

Polsko

2118

3111

5330

4870

Německo

9152

8729

10859

6838

Evropa celkem

33942

40452

53348

45243

O BR . Č . 1 P RODUKCE DTD DESEK V E VROPĚ V

23

LETECH

1997 – 2012, (FAOSTAT)

4.2.

PRODUKCE DŘEVOTŘÍSKOVÝCH DESEK VE SVĚTĚ

Na produkci DTD desek ve světě se nejvýznamněji podílí Evropa a Severní Amerika a nejméně pak Afrika. Nejprogresivnější nárust produkce DTD desek ve světě byl v roce 2007. T AB . Č. 3 P RODUKCE DTD DESEK VE SVĚTĚ V

LETECH

1997 – 2012,(FAOSTAT)

Produkce DTD desek ve světě v letech 1997 – 2012 (tis. m3) 1997

2002

2007

2012

Afrika

789

955

756

636

Jižní Amerika

2322

3076

4169

4737

Severní Amerika

24224

30197

33445

21965

Asie

8709

9751

17705

22908

Evropa

33942

40452

53348

45243

Svět celkem

71089

85826

110807

96696

O BR . Č .2 PRODUKCE DTD DESEK VE SVĚTĚ V

24

LETECH

1997 – 2012,(FAOSTAT)

5. DEFINICE VLÁKNITÝCH DESEK A JEJICH ROZDĚLENÍ ČSN EN 316 definuje vláknité desky jako vláknitý materiál tloušťky 1,5 mm a více, který je vyrobený z lignocelulosových vláken při použití ohřevu či tlaku. Kompaktnosti materiálu je dosaženo zplstnatěním vláken (a jejich přirozenou lepivostí) s přídavkem syntetické pryskyřice na vlákno. (HRÁZSKÝ, KRÁL, 2007) Podle výrobního procesu se dělí vláknité desky: 

Desky vyrobené mokrým procesem



Desky vyrobené suchým procesem

5.1.

VLÁKNITÉ DESKY VYROBENÉ MOKRÝM PROCESEM

Tyto desky při formátování koberce mají vlhkost vyšší než 20 %. Podle jejich hustoty se rozdělují na následující typy: 

Izolační desky s hustotou menší než 400 kg/m3 - základní vlastnosti těchto desek jsou akustické a izolační. Další úpravou lze u nich získat i další vlastnosti, jako například odolnost proti ohni a vlhkosti



Polotvrdé desky s hustotou větší než 400 kg/m3 a menší než 900 kg/m3 – další úpravou lze u nich získat i další vlastnosti, jako například odolnost proti ohni a vlhkosti. Tyto desky se dále dělí podle hustoty:



-

Polotvrdé desky s nižší hustotou (400 kg/m3 až 560 kg/m3)

-

Polotvrdé desky s vyšší hustotou (560 kg/m3 až 900 kg/m3)

Tvrdé desky s hustotou větší než 900 kg/m3 – mohou získat dodatečnou úpravou další vlastnosti, například vlhkuvzdornost, odolnost proti ohni, odolnost proti biologickému napadení, opracovatelnost (například formovatelnost), (HRÁZSKÝ, KRÁL, 2007)

25

5.2.

VLÁKNITÉ DESKY VYROBENÉ SUCHÝM ZPŮSOBEM

Jsou to desky, které mají menší než 20% vlhkost při tvorbě (vrstvení koberce) a při hustotě 600 kg/m3. Středně husté vláknité desky o hustotě 600 – 800 kg/m3 ( MDF desky) se vyrábějí s přídavkem syntetické pryskyřice za použití teploty a tlaku. Tyto desky mohou dalším zpracováním získat další vlastnosti, například vlhkuvzdornost, odolnost proti ohni, odolnost proti biologickému napadení. (HRÁZSKÝ, KRÁL, 2007)

5.3.

ZNAČENÍ VLÁKNITÝCH DESEK

Dle normy ČSN EN 316 se užívají následné značky: 

Izolační deska - SB



Izolační deska s dodatečnými vlastnostmi - SB. I



Polotvrdá deska nižší hustoty - MB. L



Polotvrdá deska vyšší hustoty - MB. H



Polotvrdá deska vyšší hustoty s dodatečnými vlastnostmi - MB. I



Tvrdá deska - HB



Tvrdá deska s dodatečnými vlastnostmi - HB.I



Středně hustá vláknitá deska - MDF



Středně hustá vláknitá deska s dodatečnými vlastnostmi - MDF. I, (HRÁZSKÝ, KRÁL, 2007)

26

PRODUKCE DŘEVOVLÁKNITÝCH DESEK V EVROPĚ

5.4.

Mezi největší výrobce DVD v Evropě patří Německo a Polsko. Nejprudší nárůst DVD v letech 1997 – 2007 zaznamenaly taktéž Německo a Polsko. Česká republika snížila výrobu DVD od roku 1997 do roku 2012 až o dvě třetiny původní produkce. V celé Evropě se produkce DVD od roku1997 – 2012 více než zdvojnásobila. T AB . Č . 4 PRODUKCE DVD V E VROPĚ V

LETECH

1997 – 2012,(FAOSTAT)

Produkce DVD desek v Evropě v letech 1997 – 2012 (tis. m3) 1997

2002

2007

2012

Česká republika

105

82

94

29

Itálie

700

1300

1211

730

Francie

540

1050

1410

1070

Španělsko

590

1140

1585

999

Ruská federace

749

1046

1930

2291

Polsko

781

1450

2674

3103

Německo

1895

4287

6225

5063

Evropa celkem

8190

15335

20910

19436

O BR . Č . 3 P RODUKCE DVD V E VROPĚ V

LETECH

27

1997 – 2012,(FAOSTAT)

5.5.

PRODUKCE DŘEVOVLÁKNITÝCH DESEK VE SVĚTĚ

Jak je patrné z grafu, nejvyrovnanější produkci DVD desek ve světě v období 1997 – 2012 měla Severní Amerika. Nejprogresivnějším producentem v tomto období byla Asie, ta v roce 2012 měla desetinásobně vyšší produkci DVD oproti roku1997. Tento nárůst produkce DVD desek v Asii se projevil také na celkovém světovém nárůstu produkce těchto desek. T AB . Č .5 PRODUKCE DVD VE SVĚTĚ V

LETECH

1997 – 2012,(FAOSTAT)

Produkce DVD desek ve světě v letech 1997 – 2012 (tis. m3) 1997

2002

2007

2012

Afrika

96

229

203

179

Jižní Amerika

1325

2329

4759

6353

Severní Amerika

7318

8361

9062

8613

Asie

6727

12938

36537

67456

Evropa

8190

15335

20910

19436

Svět celkem

24787

40999

73335

103462

Produkce DVD ve světě v letech 1997 - 2012 120000 100000 80000

(v tis. m3) 1997

60000

(v tis. m3) 2002 (v tis. m3) 2007

40000

(v tis. m3) 2012 20000 0 Afrika

Jižní Severní Amerika Amerika

Asie

O BR . Č . 4 PRODUKCE DVD VE SVĚTĚ V

Evropa

LETECH

28

Svět celkem

1997 – 2012,(FAOSTAT)

6. DEFINICE PŘEKLIŽOVANÝCH DESEK A JEJICH ROZDĚLENÍ

Překližovaná deska je definovaná jako deska se vzájemně slepenými vrstvami, kde směr sousedních vláken je na sebe kolmý. Vnější a vnitřní vrstvy desky jsou na obou stranách kolmo uspořádány, vzhledem ke střední vrstvě, případně ke středové vrstvě symetricky uspořádány.(KRÁL, 2000) Překližované desky je možné klasifikovat podle různých hledisek: 

Podle vzhledu I.

Podle konstrukce desek: a) Překližky – truhlářské, stavební, obalové, letecké, desky z vrstveného lisovaného dřeva apod. b) Jádrové desky – laťovky, dýhovky c) Složené desky – voštinové desky, velitové desky

II.

Podle tvaru: a) Ploché b) Tvarované



Podle hlavních vlastností I.

Podle životnosti: a) Pro použití ve venkovním prostředí b) Pro použití ve vlhkém prostředí c) Pro použití ve vnitřním suchém prostředí

II.

Podle mechanických vlastností

29

III.

Podle vzhledu povrchu (ČSN EN 635) – Posuzování překližovaných desek podle vzhledu povrchu se provádí podle počtu a rozsahu přirozených charakteristik dřeva a podle vad, které vzniknou ve výrobě. Na základě tohoto posouzení se rozlišuje 5 vzhledových tříd, které jsou identifikovány těmito značkami (E, I, II, III, IV). (KRÁL, 2005)

IV.

Podle způsobu úpravy povrchu: a) Nebroušené b) Broušené c) Povrchově upravené d) Oplášťované (folií, dekoračním dýhou, impregnovaným papírem apod.)



Podle požadavků uživatele,(KRÁL, 2005)

6.1.

PRODUKCE PŘEKLIŽOVANÝCH DESEK V EVROPĚ

Nejvýznamnějším producentem překližovaných desek v Evropě je Ruská federace. Druhým největším producentem je Finsko, které mělo v průběhu let 1997 – 2012 téměř konstantní produkci. V České republice je produkce překližovaných desek v tomto období také vyrovnaná.

30

T AB . Č . 6 PRODUKCE PŘEKLIŽOVANÝCH DESEK V E VROPĚ V 2012,(FAOSTAT)

LETECH

1997 –

Produkce překližovaných desek v Evropě v letech 1997 – 2012 (tis. m3) 1997

2002

2007

2012

Rakousko

150

186

258

216

Česká republika

110

139

175

181

Itálie

414

520

420

280

Francie

566

459

378

240

Finsko

987

1240

1410

1020

Ruská federace

943

1821

2777

3146

Polsko

226

261

440

432

Německo

448

285

229

177

Evropa celkem

4770

6308

7694

7122

Produkce překližovaných desek v Evropě v letech 1997 2012 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0

(tis. m3) 1997 (tis. m3) 2002 (tis. m3) 2007 (tis. m3) 2012

O BR . Č . 5 P RODUKCE PŘEKLIŽOVANÝCH DESEK V E VROPĚ V 2012,(FAOSTAT)

31

LETECH

1997 –

6.2.

PRODUKCE PŘEKLIŽOVANÝCH DESEK VE SVĚTĚ

Z grafu je patrná největší produkce překližovaných desek ve světě v letech 2007a 2012. Největším producentem překližovaných desek v období 1997 – 2012 je Asie a nejmenším producentem překližovaných desek na světě je Afrika. T AB . Č .7 PRODUKCE PŘEKLIŽOVANÝCH DESEK VE SVĚTĚ V (FAOSTAT)

LETECH

1997 – 2012,

Produkce překližovaných desek ve světě v letech 1997 – 2012 (tis. m3) 1997

2002

2007

2012

Afrika

537

714

843

841

Jižní Amerika

19347

17482

15040

11317

Severní Amerika

2146

3614

4684

4550

Asie

28816

30824

53323

61494

Evropa

4770

6308

7694

7122

Svět celkem

56066

59125

82464

86213

Produkce překližovaných desek ve světě v letech 1997 - 2012 90000 80000 70000 60000

(v tis.m3) 1997

50000

(v tis.m3) 2002

40000

(v tis.m3) 2007

30000

(v tis.m3) 2012

20000 10000

0

Afrika

Jižní Severní Amerika Amerika

Asie

Evropa

Svět celkem

O BR . Č . 6 P RODUKCE PŘEKLIŽOVANÝCH DESEK VE SVĚTĚ V 2012,(FAOSTAT)

32

LETECH

1997 –

6.3.

PRODUKCE

VYBRANÝCH VELKOPLOŠNÝCH MATERIÁLŮ VE SVĚTĚ

V LETECH 1997 – 2012

Od roku 1997 do roku 2007 docházelo ve světě u vybraných velkoplošných materiálů k pozvolnému nárůstu produkce. Od roku 2007 – 2012 si tento pozvolný nárůst udržela pouze produkce DVD desek. U DTD a překližovaných desek v tomto období docházelo ke stagnaci či pozvolnému poklesu produkce.

Produkce vybraných velkoplošných materiálů ve světě v letech 1997 - 2012 120000

Název osy

100000 80000 DTD

60000

DVD

40000

Překl. Deska

20000 0 1997

2002

2007

2012

(v tis.m3)

O BR . Č . 7P RODUKCE

VYBRANÝCH VELKOPLOŠNÝCH MATERIÁLŮ VE SVĚTĚ V LETECH

1997 – 2012, (FAOSTAT)

33

7. VYBRANÉ VELKOPLOŠNÉ MATERIÁLY POUŽÍVANÉ VE VÝSTAVBĚ DŘEVOSTAVEB 7.1.

DESKA Z ORIENTOVANÝCH PLOCHÝCH TŘÍSEK (OSB)

OSB deska je velkoplošný materiál, který je vyráběný z dlouhých, štíhlých a tenkých třísek. Třísky ve středové vrstvě jsou uspořádány náhodně nebo kolmo na vnější vrstvy a třísky ve vnějších vrstvách jsou orientovány rovnoběžně s délkou nebo šířkou desky. S růstem rozměrů třísek (tzv. štíhlostní stupeň) a jejich orientací ve vnějších vrstvách se významně projevují pevnostní vlastnosti desek, zejména pevnost v ohybu a modul pružnosti v ohybu. Jako pojivo se používá, močovino-, fenol-, melamin-, formaldehydové lepidlo nebo jiné druhy syntetických pryskyřic.(SVOBODA, 2012), V USA jsou dnes OSB desky používané z 65 % na stavbu nových domů, především jako konstrukční materiál stěn (obklady), střešní desky, materiál na podlahy. Ostatních 19 % OSB desek se využívá k renovaci domů. OSB desky se používají jako obalový materiál, materiál na bedny, materiál na palety, které nahrazují především překližky. Důležitým využitím OSB desek je tzv. OSB nosníku, který je tvořen jako dvojitý T nosník a nalézá použití v konstrukcích střech z důvodu úspornosti materiálu. Konstrukce tohoto nosníku spočívá ve vložení stojiny s OSB desky (překližka by byla dražší) mezi dva dřevěné pásy nebo pásy z PARALLAMU PSL (MICROLLAMU).(HRAZSKÝ, KRÁL, 2007)

7.1.1. VYUŽITÍ OSB DESEK

Schválené typy desek se v Evropě používají ve stavebnictví hlavně jako stěnové pláště dřevostaveb, opláštění sloupových konstrukcí domů a hal, v konstrukcích podlah, stropů, krovů, střech, při výrobě vazníků. Další použití OSB desek: 

Dělící stěny



Dekorativní elementy



Obalový materiál

34



Ztracená bednářská bednění



Transportovatelné stavby (domy)



Zemědělské stavby



Haly,(HRÁZSKÝ, KRÁL, 2007)

7.1.2. T YPY OSB DESEK PODLE EN 300 A PODLE ČSN EN 300

OSB je standardizovaný produkt, který podle EN 300 a ČSN EN (platnost od 12/2006) rozlišují čtyři typy OSB, které jsou určeny pro konkrétní oblasti použití viz. Tabulka: T AB . Č . 8 T YPY OSB DESEK PODLE OBLASTI

POUŽITÍ ,(SVOBODA,

2012)

Typ

Oblasti použití

OSB/1

Desky pro všeobecné účely a pro použití v interiéru v suchém pro-

OSB/2

středí pro nosné účely pro použití v suchém prostředí Desky

OSB/3

Desky pro nosné účely pro použití ve vlhkém prostředí

OSB/4

Zvlášť zatížitelné nosné desky pro použití ve vlhkém prostředí

7.1.3. TECHNOLOGIE VÝROBY OSB DESEK

Pro výrobu OSB desek je možné použít mnoho dřevin, ale měly by se upřednostňovat takové dřeviny, jejichž hustota leží v rozmezí 350 - 700 kg/m3 . Dřevní hmoty s menší hustotou vyvolávají pokles pevnostních vlastností OSB desek a trhliny v nich, zejména při lisování. U dřevní hmoty s velmi vysokou hustotou se musí lisovací tlak při lisování desek enormně zvyšovat pro dosažení požadovaných vlastností a uzavřených hran desky. Výroba třísek se provádí rozstřikováním (velikost třísek je 75 x 25 x 0,6). V zásadě se používají dva způsoby roztřískování diskovým rozstřískovačem a válcovým rozstřískovačem. Ve většině linek OSB desek se nachází diskový rozstřikovač. Použité dřevo by mělo být relativně čerstvé, aby se mohly vyrobit dostatečně elastické třísky. Třísky se poté skladují ve velkém mezizásobníku. V průběhu sušení jsou vlhké třísky vysušeny 35

z původní vlhkosti na vlhkost technologickou tj. 2- 4 %. Pro sušení se používají speciálně tvarované sušící systémy, které jsou energeticky velmi úsporné a zabezpečují šetrné zacházení se sušenými třískami. Vysušené třísky se třídí na tři frakce. Jemný podíl (< 6 mm) je odsířován. Menší frakce je použita pro středové vrstvy a dlouhé třísky pro povrchové vrstvy. U současných linek se v dnešní době používají válečkové třídiče, kde se velikost frakcí třísek nastavuje změnou mezery mezi válečky. Po frakcionování jsou třísky skladovány v zásobních silech. Třísky jsou dávkovány pomocí pásové váhy do nanášečky (pomalu otáčející se buben). Lepicí směs, tj. lepidlo plus přísady, jsou do nanášečky vstřikovány tryskami. Velmi důležitou technologickou operací je vrstvení třísek. Při vrstvení třísek nezáleží na jejich separaci, ale na orientaci. Orientace ve středové vrstvě je kolmá na směr výroby, orientace v povrchových vrstvách je ve směru výrobního toku. Tato orientace se provádí buď mechanicky, nebo elektrostaticky. Mechanické vrstvící stanice se skládají z dávkovacího zásobníku a mechanického zařízení na orientování třísek a elektrostatické zařízení pracuje na principu, podle kterého třísky při přechodu mezi rovnoběžně uspořádanými elektrodami působí jako dipól a usměrňují se ve směru elektrostatického mezi deskami. Po navrstvení je kontinuální trojvrstvý třískový koberec dopraven k příčné pile a rozřezán na jednotlivé formáty a dále jsou transportovány k lisu. Po vylisování jsou OSB desky podélně a příčně ořezány a následně děleny. V případě použití fenolformaldehydového lepidla se mohou desky ihned stohovat bez chlazení v turniketech.(HRÁZSKÝ, KRÁL, 2007)

36

7.1.4. FYZIKÁLNÍ A MECHANICKÉ VLASTNOSTI OSB DESEK

T AB .

Č.

9 F YZIKÁLNÍ

A MECHANICKÉ VLASTNOSTI

OSB

DESEK ,(HRÁZSKÝ,

KRÁL,

2004) Fyzikální a mechanické vlastnosti OSB desky Vlastnosti

Eurostrand

Sterling OSB

Hustota

OSB 620 – 650 kg/m3

620 – 640 kg/m3

Mez pevnosti v ohybu kolmo na podélnou osu desky

29 – 36 N/mm2

30 N/mm2

Mez pevnosti v ohybu kolmo na příčnou osu desky

16 -23 N/mm2

15 N/mm2

Modul pružnosti v ohybu kolmo na podélnou osu desky

5 – 5,6 kN/mm2

5 kN/mm2

Modul pružnosti v ohybu kolmo na příčnou osu desky

2 – 2,7 kN/mm2

2 kN/mm2

Pevnost v tahu kolmo na rovinu desky

0,5 N/mm2

0,5 N/mm2

Odolnost vůči vytažení spojovacího prostředku

430N

430N

Tepelná vodivost

0,13 W/m2.K

0,13 W/m2.K

Lineární roztažnost při r. v. 65/85 %

0,15 %

0,15 %

Součinitel difuze vodní páry µ

150 - 300

226 – 317

Bobtnání po 24 h.

8%

10 %

Emisní třída

E1

Index šíření plamene po povrchu desky

Is = 73 mm/min

Třída hořlavosti

C2

Rychlost odhořívání

0,78 mm/min

Vnitřní vlhkost po výrobě

7.2.

C2

8±3%

6%

CEMENTOTŘÍSKOVÉ DESKY (CTD)

Cementotřísková deska (CTD) je deska vyrobená lisováním z částic na bázi dřeva nebo jiných rostlinných částic pojených hydraulickým cementem a možnými přísadami. Podle tvaru, hustoty dřevních částic a podle hustoty výrobků se rozlišují tři základní typy cementotřískových desek: 

Lehké stavební desky z dřevní vlny (do 450 kg/m3). 37



Cementotřískové desky střední hustoty z hrubých třísek (450 – 600kg/m3).



Cementotřískové desky vysoké hustoty z jemných třísek nad (850 kg/m3).

Nejčastějším minerálním pojivem je hydraulický cement, který se vytvrzuje vázáním vody a tvoří vodovzdorné pojivo. Můžeme vycházet z několika druhů hydraulického cementu – portlandský, hutní, hlinitanový, železoportlandský.(SVOBODA, 2012)

7.2.1. T YPY CEMENTOTŘÍSKOVÝCH DESEK A JEJICH VYUŽITÍ Desky CETRIS jsou vyráběny v těchto variantách: 

CETRIS BASIC – CTD s hladkým šedocementovým povrchem



CETRIS PD – CTD o rozměrech 1250 x 625 mm včetně pera a drážky určená pro technologie suchých podlah



CETRIS PDB – CTD kalibrovaná broušením, určená pro technologie suchých podlah



CETRIS PROFIL – CTD, jejíž povrch tvoří reliéf imitující strukturu dřeva, omítky nebo břidlice



CETRIS PLUS – CTD s hladkým povrchem, na obou stranách a všech hranách je nanesen základní nátěr bílé barvy



CETRIS PROFIL PLUS – CTD, jejíž povrch tvoří reliéf imitující strukturu dřeva, omítky nebo břidlice, na obou stranách a všech hranách je nanesen základní nános bílé barvy



CETRIS FINISH – CTD s hladkým povrchem opatřeným základním podnátěrem a finální barvou



CETRIS PROFIL FINISH – CTD, jejíž povrch tvoří reliéf imitující strukturu dřeva, omítky nebo břidlice. Deska je opatřena základním podnátěrem a finální barvou



CETRIS AKUSTIC – vrtaná CTD CETRIS BASIC pro použití jako pohltivý akustický obklad 38



CETRIS POLYCET – skládaná lehká suchá plovoucí podlaha s izolačními deskami z elastifizovaného pěnového polystyrénu a roznášecí vrstvy tvořené dvěma vrstvami CTD CETRIS, (SVOBODA, 2012)

7.2.2. TECHNOLOGIE VÝROBY LEHKÝCH STAVEBNÍCH CTD DESEK Z DŘEVNÍ VLNY

Z po krácené dřevní suroviny (délka 50 cm) se na hoblovacím stroji vyrobí dřevní vlna. Dřevní vlna se zváží a postupuje do impregnační nádrže, kde nastává pomocí roztoku chloridu vápenného nebo hořečnatého mineralizace o koncentraci 1 – 4 %. Důvodem této mineralizace je zlepšení propojení dřeva s cementem a následného urychlení vytvrdnutí cementu. Po následném vyjmutí z impregnační nádrže a vytlačení přebytečného množství impregnačního roztoku se vlna dopraví do směšovače a tam se důkladně smíchá s odměřenou dávkou portlandského cementu 350 v poměru 2 díly cementu, 1 díl dřevní vlny, 1 díl solného roztoku. Nanesená dřevní vlna ze směšovače putuje na rozdělovací válce, které vrství materiál do forem. Tyto formy jsou dřevěné a natírají se olejem z důvodu zamezení přilepování cementodřevní hmoty. Naplněné formy uložené na sobě na vozíku v počtu 25 ks. Tento vozík se dopraví do stohovacího lisu, kde proběhne vlastní lisování desek. Po následné slisování je vozík sepnut 4 tyčemi a nastává 24 h vytvrzování pod tlakem mimo lis. Po 24 h vytvrzování je možné tyto desky vyjmout z formy. Pro dokonalé vysušení a dozrání cementu na finální pevnost se surové desky složené na paletách ukládají v krytém skladu na dobu 21 až 28 dnů a následně před expedicí se čtyřstranně omítají.(HRÁZSKÝ, 1997)

39

7.2.3. FYZIKÁLNÍ A MECHANICKÉ VLASTNOSTI CEMENTOTŘÍSKOVÝCH DESEK (CTD)

T AB . Č. 10 F YZIKÁLNÍ A MECHANICKÉ VLASTNOSTI OSB DESEK ,(SVOBODA, 2012) Požadavky pro rozhodné vlastnosti CTD podle EN 634 – 2: 2007 Zkušební meto- Jednotka

Požadavky

Hustota

da EN 323

Kg/m3

1000

Pevnost v ohybu

EN 310

N/m2

9

Modul pružnosti v ohybu

EN 310

N/m2

4000 – 4500

Rozlupčivost

EN 319

N/m2

0,5

Bobtnání po 2 h

EN 317

%

1,5

Rozlupč. po cyklickém testu

EN 319

N/m2

0,3

Bobtnání po cyklickém testu

EN 321

%

1,5

7.3.

DŘEVOTŘÍSKOVÉ DESKY (MFP)

MFP desky se dovážejí do ČR například z Německa pro využití ve stavebnictví, interiéru, obalovém průmyslu apod. Při výrobě se používají dlouhé, štíhlé třísky o běžné tloušťce lepené močovinoformaldehydovým lepidlem. Tyto třísky jsou ve vrchních vrstvách a středové vrstvě uspořádány náhodně, neuspořádaně rozptýlené. Díky této vrstvené struktuře vzniká deska se stabilními vlastnostmi (bez rozdílu v pevnostních vlastnostech v závislosti na směru výrobního toku) a rovnoměrnou strukturou v průřezu desky. U těchto desek se deklaruje dobrou odolnost proti vlhkosti, tento typ desek vznikl jako možná alternativa k OSB deskám.(SVOBODA, 2012)

7.3.1. VLASTNOSTI MFP DESEK A JEJICH VYUŽITÍ

MFP desky jsou ideálním materiálem na nosné díly dřevostaveb, u kterých je požadavek na tyto vlastnosti:

40



Vysoká pevnost



Vynikající opracovatelnost (vrtání, řezání a obrábění jako u masivního dřeva)



Hřebíky, skoby a šrouby drží dokonale, zvlášť při okrajích



Uhlazený povrch – možnost další bezproblémové povrchové úpravy Symetrické drážky a spojovací pera pro přesné a rychlé prodlužování,(EDREVO)

MFP – funkční a dekorativní dřevěný materiál otevírá nepřeberné možnosti použití a využití: 

Schváleno jako obklad u staveb z dřevěných rámů



Pokládání podlah



Obklad stěn



Nábytkářský průmysl



Obaly,(UNDERWOOD)

7.3.2. TECHNOLOGIE VÝROBY DŘEVOTŘÍSKOVÝCH DESEK (TROJVRSTVÉ)

Třískové desky se vyrábějí z dřevní kulatiny, ale také z druhotných zdrojů dřevní hmoty jejím rozstřikováním. Dříví větších rozměrů se zpracovává na třísky jedno- anebo dvojstupňovým způsobem. Jednostupňovým způsobem se vyrábějí třísky přímo žádané tloušťky z kmenů nebo z kuláčů v délkách 2 – 16 m. Kdežto dvojstupňovou technologií se nejdříve vyrobí štěpky a ty se dále zpracovávají na třísky žádané tloušťky.(HRÁZSKÝ, 1997)V navazujícím procesu výroby se třísky třídí, popřípadě domílají, suší, nanáší se lepidlo, hydrofobizační a případně i další přísady. Mezi nejpoužívanější 41

lepidla při výrobě dřevotřískových desek patří močovinoformaldehydová lepidla. Po dokonalém promísení třísek, lepidla a přísad dochází k postupnému vrstvení povrchového a středového koberce, který se za horka slisuje na pevnou desku. Výroba třískových desek končí formátováním a broušením. Většina dnes vyráběných desek má povrchy oboustranně broušené s hladkým kompaktním povrchem se strukturou z dřevních částic tmavšího nebo světlejšího odstínu. Další úpravou dřevotřískových desek může být laminování, což je lisování souboru papírových vrstev nasycených melaminovou pryskyřicí. Na třískové desky je možné lepit tapety, případně jejich povrch dýhovat nebo oplášťovat vláknitými tvrdými deskami. Pod nátěrové povrchové úpravy je povrch třískových desek potřeba tmelit. (HUJŇÁK, 1996), (HRÁZSKÝ, 1997)

42

7.3.3. FYZIKÁLNÍ A MECHANICKÉ VLASTNOSTI MFP DESEK

T AB . Č . 11 F YZIKÁLNÍ A MECHANICKÉ VLASTNOSTI MFP Vlastnosti desek MFP

Norma

Jednotka

MFP

DESEK ,(SVOBODA,

15

MFP

18

2012)

MFP

mm

mm

mm

22

Hustota

EN 310

Kg/m3

720

700

680

Pevnost v ohybu

EN 310

N/mm2

20

20

18

Modul elastický

EN 310

N/mm2

3500

3500

3500

Pevnost v tahu kolmo na

EN 319

N/mm2

0,7

0,7

0,6

EN 317

%

12

11

10

EN 1087

N/mm2

0,15

0,15

0,15

EN 120

Emisní

El<8,0 mg

El<8,0 mg

El<8,0 mg

13

13

13

rovinu desky Tloušťkové bobtnání po 24 h Pevnost v tahu kolmo na rovinu desky po varném testu Obsah formaldehydu

třída Tepelná vodivost

DIN 52612

Hořlavost

DIN 4102-1

B2

B2

B2

Koeficient odporu proti

DIN52615

50/100

50/100

50/100

W/mK

difuzi vodní páry (vlhko/sucho) Tloušťková tolerance

EN 324

mm

±0,3

±0,3

±0,3

Rozměrová tolerance (dél-

EN 324

mm

±2

±2

±2

EN 300

mm

≤ 2,0

≤ 2,0

≤ 2,0

ka/šířka) Pravoúhlost

43

7.4.

PŘEKLIŽKOVÉ DESKY

Překližka se ve stavbách využívá v širokých možnostech v mnoha konstrukčních prvcích jako deskový materiál, například pro opláštění stěn nebo panelů jako stojina nebo pásnice u nosníků a také jako styčníková deska při spojování jednotlivých prutů rámů nebo příhradových vazníků. Výhodou je především objemová stálost, která je dána způsobem výroby překližek.(HAVÍŘOVÁ, 2005)

7.4.1. T YPY PŘEKLIŽKOVÝCH DESEK

I.

Dle vzhledové třídy:

a) (B) – téměř bez defektu je možno připustit jen několik zdravých srostlých suků do průměru 8 mm, výběrová deska, obecně světlá, stejnoměrně zbarvená jsou přípustné hnědé proužky a určená k přírodní povrchové úpravě. Nejsou povoleny žádné vysprávky (zátky). b) (BB) – je to deska obecně světlá a stejnoměrně zbarvená, jsou povoleny občasné srostlé suky, přípustná oprava povrchu listů (otevřené suky a zjevné vady jsou vyříznuty a nahrazeny kulatými nebo vejčitými dýhovými vysprávkami se stejnou obecnou barvou jako má základní lícová dýha. Všeobecně je velmi málo vysprávek na lícní desce a mnozí zpracovatelé si tuto jakostní třídu kupují na rozřezání pro přírodní povrchovou úpravu c) (CP) – u těchto desek jsou přípustné suky o průměru max. 6 mm v množství 10 ks na m2 povrchu listu, občasné vlasové prasklinky jsou povoleny, kulaté či vejčité zátky (vysprávky) můžou barevně ladit se základní lícovou dýhou. d) (C) – je to deska obalové kvality, jsou přípustné všechny výrobní vady, jestliže nesnižují pevnostní vlastnosti překližky, suky o průměru max. 40 mm jsou přípustné v neomezeném množství, rozevřené praskliny a zjevné vady jsou povoleny. Tyto desky jsou doporučeny na výrobu beden, přepravek nebo k použití v případech, kde nezáleží na vzhledu např. šalovací desky atd.

44

II.

Dle použití a povrchové úpravy:

a) Dle stupně odolnosti lepeného spoje vůči vodě: dle ČSN EN 636 – lepení IF 20, FK nebo MR (určeny pro použití ve vlhkém prostředí) nebo lepení AW100, WBP, BFU 100 (určeny pro použití ve venkovním prostředí). b) Dle stupně mechanické úpravy: 

Nebroušená



Broušená z jedné strany



Broušená z obou stran

c) Dle vzhledu povrchu a vzhledové třídy (vrchní krycí dýha) d) Dle povrchové úpravy: 

Nefoliované



Foliované



Protiskluzové,(NIRGOS

7.4.2. OBLAST POUŽITÍ PŘEKLIŽEK



Stavební průmysl (bednění pro betonování)



Obložení stěn rámových konstrukcí



Konstrukční desky



Truhlářská a nábytkářská výroba (korpusy, záda nábytku, zásuvky, nosné konstrukce pod čalounění, pracovní desky stolů)



Zařízení interiérů 45



Nosné i nenosné konstrukce



Obklady stěn



Letecký průmysl



Podlahy a stěny dopravních prostředků,(NIRGOS)

7.4.3. TECHNOLOGIE VÝROBY PŘEKLIŽEK

Na výrobu překližek se používají kmeny vhodných dřevin, zvláště smrk, buk jedle, topol, bříza, osika a olše. Nejprve se kmeny před loupáním plastifikují, odkorní a nakrátí se na požadovanou délku, která je odvislá od rozpětí upínacího zařízení, na kterých můžeme dýhy zpracovávat loupáním nebo krájením. Při procesu loupání dochází rotačním pohybem výřezu proti přímočarému pohybu nože k odkrajování souvislého pásu dýhy, který se dále vysuší a nastříhá na požadovaný rozměr. Po opravách vad v dýhách se na požadované dýhy nanese lepidlo. Lepidlo lze nanášet na obě strany každé sudé vrstvy v překližce, nebo pouze na jednu stranu každé vrstvy a na druhou vrstvu se přenese kontaktem. Množství nánosu lepidla je odvislé od druhu použité dřeviny, stavu ploch, viskozity lepidla a teploty lisování. Při použití močovinoformaldehydového lepidla je teplota lisu 130 – 150 °C, lisovací tlak se pohybuje od 1 do 2 MPa, po dobu 1 – 3 minuty plus 1 minuta na každý mm tloušťky od osy po plochu desky. Doba je dále odvislá od druhu dřeviny, počtu vrstev, teploty lisovacích desek, lisovacího tlaku a velikosti nánosu lepidla. Posledním technologickým úkonem je naformátování překližovaných desek na požadovaný rozměr a broušení desek (egalizování na požadovanou tloušťku) kdy se odstraní nerovnosti a nečistoty.(KRÁL, 2005)

46

7.4.4. FYZIKÁLNÍ A MECHANICKÉ VLASTNOSTI PŘEKLIŽEK

T AB . Č . 12 M ECHANICKÉ VLASTNOSTI BUKOVÉ A SMRK . PŘEKLIŽKY,(HUJŇÁK, 1996) Jednotky

Buková

Smrková

překližka

překližka

Tloušťka

mm

8

8

Pevnost v ohybu kolmo na rovinu desky

N/mm2

69

53

Pevnost v tahu v rovině desky

N/mm2

50

34

Pevnost v tahu kolmo na rovinu desky

N/mm2

3,4

1,5

Pevnost ve smyku kolmo na rovinu desky

N/mm2

20

13

T AB .

Č.

13 FYZIKÁLNĚ

BUK / SMRK ,(HUJŇÁK,

MECHANICKÉ

VLASTNOSTI

KOMBINOVANÉ

PŘEKLIŽKY

1996) Jednotka

Překližka buk/smrk

Tloušťka

mm

8

Objemová hustota

kg/m3

640

Modul pružnosti rovnoběžně s vlákny N/mm2

7640

povrchových dýh Modul pružnosti kolmo na vlákna N/mm2

4810

povrchových dýh Emisní třída (ČSN EN 636)

-

E1

Stupeň hořlavosti (ČSN 73 0810

-

C2

47

7.4.5. SPECIÁLNÍ PŘEKLIŽKY VYUŽÍVANÉ VE STAVEBNICTVÍ

Stavebnictví patří mezi největší spotřebitele dřeva a výrobků ze dřeva. Firmy vyrábějící stavební překližky a velkoplošné materiály se stále snaží vyvíjet nové vhodné materiály pro výrobu betonářského bednění dle požadavků stavebních projektantů. V dnešní době se používají nejčastěji překližované desky, třívrstvé masivní desky a laťovky. Na tyto materiály jsou kladeny specifické nároky. Výrobní technologie těchto desek jsou velmi náročné a nákladné, což vytváří druhotný požadavek, kterým je zaručení dalšího opakovaného použití. Materiály používané na výrobu bednění by měly zabezpečit několikanásobné použití. Při výrobě betonových konstrukcí (tzv. mokrý proces) je bednění vystaveno agresivnímu prostředí cementu z betonových směsí. Aby nedocházelo k jejich degradaci jsou velkoplošné materiály pro bednění opatřeny fólií nebo nátěrem proti vniknutí vlhkosti a hrany bývají natřeny nátěrem se stejnou funkcí. Firma Doka vyrábí tyto materiály na bednící systémy: 

Doka 3-SO – třívrstvá deska



Dokadur – třívrstvá deska



Dokaplex – kombinovaná překližovaná deska



Ploma Foil,(HRÁZSKÝ, KRÁL, 2004)

O BR . Č . 8 B EDNICÍ DESKA 3-SO SE STRUKTUROU D OKA ,(DOKA) 48

7.5.

SÁDROVLÁKNITÉ DESKY

Základními surovinami pro výrobu sádrovláknitých desek (SVD) jsou sádra, starý papír, voda a pro regulaci doby vytvrzení také malé množství přídavných látek. Nároky na kvalitu sádry jsou vyšší než při výrobě sádro-kartonových desek (SKD). Při použití starého papíru se tento papír musí zbavit cizorodých látek a musí být snadno rozvláknitelný. Tento papír může být nahrazen částečně či úplně jiným materiálem.

7.5.1. VLASTNOSTI A POUŽITÍ SVD

Sádrovláknité desky představují homogenní nehořlavý materiál použitelný ve stavebnictví pro vnitřní použití: 

Bytové příčky



Požární stěny



Podhledy



Opláštění vnitřních stění



Suchá omítky



Výstavba podkroví

Ve srovnání se sádrokartonovými deskami, které se ve stavebnictví používají, mají SVD mnoho předností: 

Jsou obrobitelné stejnými nástroji jako klasické TD



Dobře se řežou, frézují, hoblují a vrtají



Jsou vhodné pro foliování a dýhování,(HRÁZSKÝ, 1997)

49

7.5.2. TECHNOLOGIE VÝROBY SVD

Hlavní surovinou pro výrobu SVD desek je sádrovec, do směsi se přidávají celulózová vlákna získaná recyklací papíru. Tyto přírodní suroviny, sádra i celulózová vlákna se smíchají a po přidání vody (bez použití dalších pojiv) dojde k lisování desky pod vysokým tlakem. Poté se vylisované desky vysuší a oříznou na požadovaný formát. SVD desky se obvykle vyrábí v tloušťkách 10, 12, 15 a 18 mm, v šířce 1 250 mm a délce do 3 500 mm. Při výrobě SVD sádra reaguje s vodou, prostoupí do vláken a obalí je. Tímto způsobem se dosáhne výborné stability desky, která se poté může použít při opláštění dřevěné nosné konstrukce stěn, stropů a střešních konstrukcí jako materiál spolupůsobící ze statického hlediska při přenosu zatížení.(HAVÍŘOVÁ, 2005)

7.5.3. FYZIKÁLNÍ A MECHANICKÉ VLASTNOSTI SVD T AB . Č . 14 F YZIKÁLNÍ A MECHANICKÉ VLASTNOSTI SVD DESEK ,(HRÁZSKÝ KRÁL, 2007) Vlastnosti

Jednotka

Hodnota

Hustota

Kg/m3

1040 -1180

Pevnost v ohybu kolmo na výrobní tok

N/mm2

6–7

Pevnost v ohybu ve směru výrobního toku

N/mm2

5–6

Odolnost vůči vytažení šroubu

N//cm

300

Odolnost vůči ohni

-

A2

Tloušťkové tolerance

%

±2 až 3%

Modul pružnosti ve směru výrobního toku

N/mm2

2500-3000

Modul pružnosti kolmo na výrobní tok

N/mm2

3000-3500

Tepelná vodivost

W/m2K

0,35

50

7.6.

QSB DESKA

Quality standart board je zkratka anglického názvu QSB. QSB deska je dřevotřísková deska bez orientovaných třísek, která se vyrábí z tříděných třísek, jež jsou základem pro vysokou hustotu a kompaktnost v celém jejím průřezu. QSB desky mají zlepšenou trvanlivost

vůči

vlhkému

prostředí

z důvodu

použití

melamin-močovino-

formaldehydovému lepidlu.(KRONOSPAN)

7.6.1. VLASTNOSTI A POUŽITÍ QSB DESKY

Důležité vlastnosti QSB desky jsou rozměrová přesnost a tvarová stabilita, stejná pevnost v celém průřezu. Tyto desky je možné přesně opracovávat běžnými nástroji, které se používají při obrábění masivního dřeva. Mezi důležité vlastnosti patří také odolnost proti vlhkosti a snadná fixace pomocí standardních spojovacích materiálů. Mezi základní využití QSB desky patří: 

Výroba obalů, kontejnerů, palet s vysokými nároky na nosnost a odolnost proti nárazu



Opláštění stěnových a stropních panelů



Dočasné oplocení stavenišť



Kostry pro čalouněný nábytek



Podkladní desky u podlahových systémů,(KRONOSPAN)

7.6.2. TECHNOLOGIE VÝROBY QSB DESEK

QSB deska se vyrábí z různých druhů dřevní suroviny například štěpka, pilařské odřezky, použité dřevo, obaly, starý nábytek i kůra. Na upravené ploše se surovina nechá v hromadách přirozeně vysychat. Částečně vyschlá surovina podle kvality a velikosti vstupní suroviny dále prochází jednostupňovým či dvojstupňovým rozstřikováním. Pro další zpracování se používají velkokapacitní sušárny, kde se za pomocí horkého vzdu51

chu ve vznosu docílí požadovaná vlhkost třísek okolo 3%. Suché třísky se třídí vibračními síty na různé frakce třísek. Třísky se ze zásobníku dopravují do nanášečů lepidla, kde se aplikuje na třísky melamin-močovino-formaldehydová pryskyřice většinou postřikem. Třískový koberec s lepidlem požadované tloušťky je přepraven do vyhřívaného lisu (více etážový či kontinuální). Vytvrzené desky se dále formátují či brousí povrchové vrstvy.(REISNER, 2012)

7.6.3. FYZIKÁLNÍ A MECHANICKÉ VLASTNOSTI QSB DESEK T AB . Č .15 F YZIKÁLNÍ A MECHANICKÉ VLASTNOSTI QSB DESKY,((KRONOSPAN) Specifické požadavky na třískové desky podle ČSN EN 312 Vlastnosti

Požadavek

Zkušební postup

Tloušťková třída v (mm) >4

>6 až >13

až 6

13

EN 310

19

EN 310

Jednotky

>20

>25

>32

až 20

až 25

až 32

až 40

18

16

116

16

16

MPa

2550

2550

2400

2150

1900

1700

MPa

Rozlupčivost EN 319

0,5

0,45

0,45

0,4

0,35

0,3

MPa

Bobtnání

12

11

10

10

10

9

%

Pevnost v ohybu Modul pružnosti v ohybu

EN 317

v tloušťce (24 h) Emisní třída

EN 636

E1

52

8. VYBRANÉ MECHANICKÉ VLASTNOSTI DŘEVA Dřevo skýtá nenahraditelné vlastnosti, které mu předurčují široké uplatnění v praxi. Mezi hlavní mechanické vlastnosti aglomerovaných materiálů patří především pevnost a pružnost. Tyto mechanické vlastnosti charakterizují schopnost aglomerovaných materiálů odolávat vnějším účinkům sil.

8.1.

PRUŽNOST DŘEVA

Pružnost je schopnost materiálu odolávat deformacím a nabývat počáteční tvar a rozměry, po ukončení působení vnějších sil měnit rozměry a tvar. Při krátkodobých zatíženích je pružnost dřeva a aglomerovaných materiálů charakterizována modulem pružnosti, modulem pružnosti ve smyku a koeficientem příčné deformace (Poissonovým číslem). Modul pružnosti se může určit pouze experimentálně, jelikož pro většinu materiálů zatím neexistují teoreticky odvozené rovnice. Tyto parametry jsou většinou zjišťovány na zkušebních strojích se současným měřením deformace a silového působení síly. Vyobrazení závislosti mezi napětím a deformací v pravoúhlých souřadnicích při stejnoměrné rychlosti zatížení se nazývá pracovním diagramem. Obecný tvar tohoto pracovního diagramu pro dřevo je na obr. č. 9,(MATOVIČ, 1993)

O BR . Č . 9 O BECNÝ TVAR PRACOVNÍHO DIAGRAMU ,(MATOVIČ)

53

Deformační čára vyznačuje závislosti mezi napětím a deformací. Tato čára má dva významné body: „A“ a „B“. Mez, po kterou při zatížení vznikají jen deformace pružné, se označuje bodem „A“. Po odstranění zatížení pružné deformace zanikají a těleso se vrací do původního stavu. Mezi úměrnosti „σú“ se nazývá napětí, které této mezi odpovídá. Do meze úměrnosti platí Hookeuv zákon. Nad mezí úměrnosti se stoupajícím napětím dále vzrůstá, není ale přímo úměrná napětí, a tak deformační čára nabývá charakter křivky. Začínají vznikat deformace plastické, které po odstranění působení vnější síly nezanikají (těleso se nevrací do původního stavu. Po dosažení napětí v bodu „B“ dojde k porušení tělesa (mez pevnosti).(MATOVIČ, 1993), pro výpočet modulu pružnosti v ohybu se zatížením uprostřed tělesa dle rovnice č. 1:

kde:

l0 – vzdálenost mezi podpěrami [mm] F – působící síla [N] B – šířka zkušebního tělesa [mm] H – tloušťka zkušebního tělesa [mm] ∆y – průhyb tělesa [mm]

Podle ČSN EN 310 je tento vztah upraven dle rovnice č. 2:

kde: l1 – vzdálenost mezi středy podpěr [mm]

54

b – šířka zkušebního tělesa [mm] t – tloušťka zkušebního tělesa [mm] F2 – F1 – přírůstek zatížení v přímkové části zatěžovací křivky [N] a2 –a1 – přírůstek průhybu ve středu délky zkušebního tělesa [mm]

8.2.

PEVNOST DŘEVA

Pokud je jednoduchý nosník umístěný na dvou podpěrách a působí-li síla F v tomto středu, vychází se při výpočtu maximálního napětí v povrchových vrstvách z Navierova vzorce č. 3:

σ

Tento vztah předpokládá lineární průběh napětí až po mez pevnosti a je tedy určitým zjednodušením. Pokud by se vycházelo ze skutečného průběhu napětí během ohybu ve dřevě, byl by výpočet komplikovaný a pro praktické účely nepoužitelný. Pevnost dřeva v ohybu je jednou z nejdůležitějších mechanických vlastností. U dřeva rozlišujeme dva způsoby pevnosti v ohybu s ohledem na průběh vláken a to: a) Pevnost v ohybu, kdy vlákna probíhají rovnoběžně s podélnou osou tělesa a síla působí napříč vláken v radiálním nebo tangenciálním směru b) Pevnost v ohybu, kdy vlákna probíhají kolmo na podélnou osu tělesa, kdy příčný řez je orientován ve směru působící síly nebo kolmo k působící síle Většinou se sleduje a používá pevnost dřeva v ohybu napříč vláken. U zkoušení dřeva se orientují zkušební tělesa většinou tak, aby zatížení působilo napříč vláken v tangenciálním směru (tangenciální ohyb). Při zatížení tělesa vzniká v horní části toho55

to tělesa napětí v tlaku a ve spodní části v tahu. V tělese nedeformovatelná část bez normálového napětí se označuje jako neutrální osa. Mezi tlakovým a tahovým napětím se nachází napětí smykové. Pevnost dřevotřískových desek je ovlivněná použitým lepidlem, druhem použitého dřeva, typem desky apod. Především je závislá na hustotě desky: se zvyšující hustotou se zvyšují hodnoty pevnosti v ohybu a platí zde lineární vztah.(GANDELOVÁ, HORÁČEK, 2009)

56

9. MATERIÁL A METODIKA 9.1.

HLAVNÍ ÚKOL (PŘEDMĚT) ZKOUŠKY

Hlavním úkolem zkoušky bylo zjištění pevnosti a modulu pružnosti ve statickém ohybu velkoplošných materiálů na bázi dřeva (DTD, OSB a QSB desky) o jmenovité tloušťce 15 mm a jejich následné porovnání v závislosti na různých rovnovážných vlhkostech vzorků a jejich následná analýza s ohledem na výsledky zkoušky. Rovnovážná vlhkost vzorku odpovídala parametrům prostředí, ve kterém se vzorek nacházel.

9.2.

POUŽITÉ TECHNICKÉ NORMY

Postupy použité při vymanipulování zkušebních vzorků, při měření, zjišťování výsledků nebo alespoň jejich částí byly provedeny v souladu s technickými normami: 

ČSN EN 322: Desky ze dřeva, zjišťování vlhkosti



ČSN EN 325: Desky ze dřeva, stanovení rozměrů zkušebních těles



ČSN EN: 323 Desky ze dřeva, zjišťování hustoty



ČSN EN 310: Desky ze dřeva, stanovení modulu pružnosti v ohybu a pevnosti v ohybu

9.3.

POUŽITÉ POMŮCKY A ZKUŠEBNÍ ZAŘÍZENÍ



Klimatizační komora SANYO



Horkovzdušná sušárna SANYO



Posuvné měřidlo



Laboratorní váhy RADWAG WPX 650



Univerzální zkušební zařízení ZWICK Z 050 – obr. č. 10



Software ZWISK – obr. č. 13

57

O BR . Č .10 U NIVERZÁLNÍ ZKUŠEBNÍ ZAŘÍZENÍ ZWICK Z 050 PŘI ZKOUŠCE

9.4.

VÝBĚR KONSTRUKČNÍCH MATERIÁLU PRO EXPERIMENT

Pro experiment byly na skladě náhodně vybrány formáty QSB, OSB a DTD desek o rozměrech formátu (2500x1250) mm a tloušťky 18 mm bez viditelných vad a poškození.

9.4.1. VÝROBA, ROZMĚRY A POČET VZORKŮ

Desky byly rozřezány na formátovací pile s ohledem na předpokládanou přesnost, která by se měla pohybovat kolem 0,1 mm. Zkušební vzorky byly vyrobeny v počtu 30 ks vzorků z každého zkoušeného materiálu, celkem bylo vyrobeno 90 ks vzorků (tento počet zahrnoval 21 kusů rezervních vzorků). Každý vzorek byl opatřen popisem s pořadovým číslem a plánovanou vlhkostí. Zkušební tělesa byla vyrobena dle normy ČSN EN 310: 

Zkušební tělesa musí být pravoúhlá



Šířka tělesa „b“ musí být (50±1) mm 58



Délka tělesa „l2“ musí být 20tinásobkem jmenovité tloušťky zkušebního tělesa plus 50 mm, s největší délkou 1050 mm a minimální délkou 150 mm (pro vzorek o tloušťce 15 mm je tento rozměr 350 mm)

O BR . Č . 11 Z KUŠEBNÍ TĚLESA PŘIPRAVENÁ KE ZKOUŠCE

9.4.2. URČENÍ VLHKOSTI ZKOUŠENÝCH VZORKŮ

Pro tento experiment byly určeny tři vlhkostní stupně, na které byly zkušební vzorky klimatizovány v počtu zkušebních vzorků 30 ks na každý vlhkostní stupeň. Tyto vlhkostní stupně byly stanoveny takto:



Absolutně suché vzorky 0 % vlhkosti



Vlhkost 12 %



Vlhkost nad mezí nasycení buněčných stěn po 7 dnech máčení asi 46 %

9.4.3. KLIMATIZACE ZKUŠEBNÍCH TĚLES Zkušební tělesa se dle požadavků klimatizují v prostředí s určitou relativní vzdušnou vlhkostí a teplotou, kterou u zkušebních těles požadujeme. Toto prostředí nám poskytu59

je tzv. klimatizační komora, kde se hmotnost vzorků považuje za ustálenou, když se výsledky dvou měření provedených za sebou v intervalu 24 hodin vzájemně neliší o více jak 0,1 % hmotnosti zkušebního tělesa.

9.4.4. ZJIŠŤOVÁNÍ ROZMĚRŮ A HMOTNOSTI ZKUŠEBNÍCH TĚLES

Podstatou zkoušky dle ČSN EN 325 je stanovení délky, tloušťky a šířky zkušebního tělesa. Měřící zařízení pro zjišťování tloušťky a šířky zkušebního tělesa musí být certifikováno – mikrometr nebo jednoduchý měřící přístroj, u kterého dílky stupnice musí dovolovat čtení s přesností 0,01 mm. Pro měření délky zkušebních těles je postačující měřidlo s přesností 0,1 mm. Každé zkušební těleso se zváží s přesností na 0,01 g na speciálních digitálních vahách.

9.5.

STANOVENÍ PEVNOSTI V OHYBU A MODULU PRUŽNOSTI V OHYBU

Pevnost v ohybu a modul pružnosti v ohybu se stanoví statickým zatížením zkušebního tělesa ve středu tohoto tělesa, uloženého na dvou podpěrách a modul pružnosti se vypočítá z lineární části zatěžovací křivky. Tato hodnota není skutečný modul, jelikož zkušební metoda zahrnuje kromě ohybu také smyk. Pevnost ohybu a modul pružnosti v ohybu desek se dle ČSN EN 310 zjišťuje pomocí tzv. trojbodového ohybu, který je znázorněn na obr. č. 12

O BR . Č . 12 S CHÉMA TROJBODOVÉHO OHYBU 60

9.5.1. PEVNOST VE STATICKÉM OHYBU

Dle ČSN EN 310 se pevnost dřevěných desek ve statickém tříbodovém ohybu vypočítá dle rovnice č. 4:

σ

kde: Fmax – síla, při které dojde k porušení tělesa [N] l1 – vzdálenost podpěr [mm] b – šířka zkušebního tělesa [mm] t – tloušťka zkušebního tělesa [mm]

9.5.2. MODUL PRUŽNOSTI VE STATICKÉM OHYBU

Dle ČSN EN 310 se modul pružnosti dřevěných desek ve statickém tříbodovém ohybu vypočítá dle rovnice č. 5:

kde:

l1 – vzdálenost podpěr mm F2 – síla, která odpovídá 40 % maximální síly N F1 – síla, která odpovídá 10 % maximální síly N b – šířka zkušebního tělesa mm t – tloušťka zkušebního tělesa mm 61

a2 – průhyb tělesa uprostřed délky při F2 a1 – průhyb tělesa uprostřed délky při F1

O BR . Č . 13 H ODNOCENÍ EXPERIMENTU WARE ZWISK

POMOCÍ POČÍTAČOVÉHO PROGRAMU

62

S OFT-

10.

VÝSLEDKY

10.1. POPISNÁ STATISTIKA

10.1.1.

MEZ PEVNOSTI V OHYBU DTD DESKY

Nejvyšší průměrná hodnota meze pevnosti 13,33 MPa se směrodatnou odchylkou 0,91 MPa a koeficientem variability 6,83 % byla měřením zjištěna u vzorků DTD desky s vlhkostí 10 %. Nejnižší průměrná hodnota meze pevnosti 6,23 MPa se směrodatnou odchylkou 0,79 MPa a koeficientem variability 12,68 % byla měřením zjištěna u vzorků DTD desky s vlhkostí 46 %. T AB . Č .16 M EZ PEVNOSTI V Fm [MPa] N platných Střední hodnota Medián Směrodatná odchylka Variační koeficient [%] Minimum Maximum Rozdíl max. - min.

10.1.2.

OHYBU

DTD DESKY PŘI RŮZNÝCH VLHKOSTECH

DTD 18 mm při různých vlhkostech W=0% W = 10 % W = 46 % 8 8 8 11,52 13,33 6,23 11,78 12,85 6,4 1,53 0,91 0,79 13,28 6,83 12,68 8,48 12,69 5,06 13,32 15,16 7,46 4,84 2,47 2,41

MODUL PRUŽNOSTI V OHYBU DTD DESKY

Nejvyšší průměrná hodnota modulu pružnosti v ohybu 2837 MPa se směrodatnou odchylkou 104 MPa a koeficientem variability 3,66 % byla měřením zjištěna u vzorků DTD desky s vlhkostí 10 %. Nejnižší průměrná hodnota modulu pružnosti v ohybu 916 MPa se směrodatnou odchylkou 94 MPa a koeficientem variability 10,26 % byla měřením zjištěna u vzorků DTD desky s vlhkostí 46 %.

63

T AB . Č .17 M ODUL PRUŽNOSTI V

OHYBU

Em [MPa]

DTD 18 mm při různých vlhkostech W=0% W = 10 % W = 46 % 8 8 8 2781 2837 916 2787 2827 911 236 104 94 8,48 3,66 10,26 2442 2704 807 3103 3035 1065 661 331 258

N platných Střední hodnota Medián Směrodatná odchylka Variační koeficient [%] Minimum Maximum Rozdíl max.- min.

10.1.3.

DTD DESKY PŘI RŮZNÝCH VLHKOSTECH

MEZ PEVNOSTI V OHYBU OSB DESKY

Nejvyšší průměrná hodnota meze pevnosti 16,62 MPa se směrodatnou odchylkou 2,03 MPa a koeficientem variability 12,21 % byla měřením zjištěna u vzorků OSB desky s vlhkostí 0 %. Nejnižší průměrná hodnota meze pevnosti 8,61 MPa se směrodatnou odchylkou 1,01 MPa a koeficientem variability 11,73 % byla měřením zjištěna u vzorků OSB desky s vlhkostí 46 %.

T AB . Č . 18M EZ PEVNOSTI V Em [MPa] N platných Střední hodnota Medián Směrodatná odchylka Variační koeficient [%] Minimum Maximum Rozdíl max. - min.

OHYBU

OSB DESKY PŘI RŮZNÝCH VLHKOSTECH OSB 18 mm při různých vlhkostech W=0% W = 10 % W = 46 % 8 8 8 16,62 15,22 8,61 16,9 15,44 8,74 2,03 2,10 1,01 12,21 13,79 11,73 13,26 12,30 6,47 19,25 19,05 9,55 5,99 6,75 3,08

64

10.1.4.

MODUL PRUŽNOSTI V OHYBU OSB DESKY

Nejvyšší průměrná hodnota modulu pružnosti v ohybu 2323 MPa se směrodatnou odchylkou 106,39 MPa a koeficientem variability 4,57 % byla měřením zjištěna u vzorků OSB desky s vlhkostí 0 %. Nejnižší průměrná hodnota modulu pružnosti v ohybu 1363 MPa se směrodatnou odchylkou 245,06 MPa a koeficientem variability 17,9 % byla měřením zjištěna u vzorků OSB desky s vlhkostí 46 %.

T AB . Č .19 M ODUL PRUŽNOSTI V

OHYBU

Em [MPa]

OSB 18 mm při různých vlhkostech W=0% W = 10 % W = 46 % 8 8 8 2323 2171 1363 2302 2238 1326 106,39 208 245,06 4,57 9,58 17,9 2209 1876 1124 2483 2384 1824 274 508 700

N platných Střední hodnota Medián Směrodatná odchylka Variační koeficient [%] Minimum Maximum Rozdíl max. - min.

10.1.5.

OSB DESKY PŘI RŮZNÝCH VLHKOSTECH

MEZ PEVNOSTI V OHYBU QSB DESKY

Nejvyšší průměrná hodnota meze pevnosti 12,10 MPa se směrodatnou odchylkou 0,47 MPa a koeficientem variability 3,88 % byla měřením zjištěna u vzorků QSB desky s vlhkostí 10 %. Nejnižší průměrná hodnota meze pevnosti 7,10 MPa se směrodatnou odchylkou 0,68 MPa a koeficientem variability 9,57 % byla měřením zjištěna u vzorků QSB desky s vlhkostí 46 %.

65

T AB . Č . 20. M EZ PEVNOSTI V

OHYBU

QSB DESKY PŘI RŮZNÝCH VLHKOSTECH

Fm [MPa] W=0% N platných Střední hodnota Medián Směrodatná odchylka Variační koeficient [%] Minimum Maximum Rozdíl max. - min.

10.1.6.

8 9,28 9,03 1,11 11,96 7,43 11,26 3,83

QSB 18 mm při různých vlhkostech W = 10 % W = 46 % 8 8 12,10 7,10 12,16 7,21 0,47 0,68 3,88 9,57 11,21 6,35 12,77 8,25 1,56 1,90

MODUL PRUŽNOSTI V OHYBU QSB DESKY

Nejvyšší průměrná hodnota modulu pružnosti v ohybu 2373 MPa se směrodatnou odchylkou 91,29 MPa a koeficientem variability 3,84 % byla měřením zjištěna u vzorků QSB desky s vlhkostí 10 %. Nejnižší průměrná hodnota modulu pružnosti v ohybu 1000 MPa se směrodatnou odchylkou 92,23 MPa a koeficientem variability 9,22 % byla měřením zjištěna u vzorků QSB desky s vlhkostí 46 %.

T AB . Č .21 M ODUL PRUŽNOSTI V Em [MPa] N platných Střední hodnota Medián Směrodatná odchylka Variační koeficient [%] Minimum Maximum Rozdíl max. - min.

OHYBU

QSB DESKY PŘI RŮZNÝCH VLHKOSTECH

QSB 18 mm při různých vlhkostech W=0% W = 10 % W = 46 % 8 8 8 2275 2373 1000 2252 2381 1007 87,88 91,29 92,23 3,86 3,84 9,22 2177 2255 853 2447 2556 1113 270 301 260

66

11.

DISKUZE

11.1.1.

MODUL PRUŽNOSTI V OHYBU DTD, OSB A QSB DESEK PŘI RŮZ-

NÝCH VLHKOSTECH

Jak je patrné z grafu, u všech zkoušených materiálů je dosaženo nejnižších hodnot při vlhkosti nad mezí hydroskopicity tj. 46 %. Z těchto materiálů dosahuje při této vlhkosti nejhorších výsledků DTD deska. Nejvyšší hodnoty v modulu pružnosti v ohybu dosahuje také DTD deska, kde je tento velký rozptyl možno připisovat její elasticitě. Zajímavostí výsledků této zkoušky jsou rozdílné změny materiálů s ohledem na stoupající vlhkost. Zatímco u OSB desky se stoupající vlhkostí se modul pružnosti plynule snižuje, tak u QSB a DTD desek se při stoupající vlhkosti k 10 % modul pružnosti zvyšuje. To s největší pravděpodobností způsobuje zvyšování hustoty a plasticity materiálu v důsledku narůstání vlhkosti. S rostoucí hustotou je dosahováno vyšších modulů pružnosti a to především z důvodu, kdy dochází k namáhání v povrchových vrstvách. Jestliže je hustotní maximum v těchto vrstvách, dosahují materiály také vyšších hodnot modulu pružnosti.(HRÁZSKÝ, KRÁL, 2003)

T AB . Č .22 A NALÝZA STŘEDNÍCH HODNOT MODULU PRUŽNOSTI V QSB DESEK PŘI RŮZNÝCH VLHKOSTECH

OHYBU

DTD, OSB A

Em [MPa]

Střední hodnota modulu pružnosti v ohybu při různých vlhkostech Vlhkost 0 % Vlhkost 10 % Vlhkost 46 %

DTD tl. 18 mm

2781

2837

916

OSB tl. 18 mm

2323

2171

1363

QSB tl. 18 mm

2275

2373

1000

67

3000 2500 2000

Modul pružnosti v ohybu [MPa] Vlhkost 0 %

1500

Modul pružnosti v ohybu [MPa] Vlhkost 10 %

1000

Modul pružnosti v ohybu [MPa] Vlhkost 46 %

500 0 DTD 18 mm

OSB 18 mm

QSB 18 mm

O BR . Č .14 A NALÝZA STŘEDNÍCH HODNOT MODULU PRUŽNOSTI V QSB DESEK PŘI RŮZNÝCH VLHKOSTECH

11.1.2.

OHYBU

DTD, OSB A

PEVNOST V OHYBU DTD, OSB A QSB DESEK PŘI RŮZNÝCH VLHKOS-

TECH

Výrazně nejvyšších hodnot pevnosti v ohybu dosahuje OSB deska. Tato pevnost OSB desky je dána štíhlostí a orientací třísky při výrobě desky. Vysoká pevnost v ohybu je také způsobená strukturou materiálu a hlavně rozložením hustoty (hustotním profilem) v příčném průřezu desky, s hustotním maximem v povrchových vrstvách.(HRÁZSKÝ, KRÁL, 2003), Nejnižších hodnot pevnosti v ohybu dosahuje DTD deska. Stejně jako u modulu pružnosti jsou změny hodnot materiálu rozdílné s ohledem na stoupající vlhkost. U OSB desky se stoupající vlhkostí lineárně snižují hodnoty pevnosti v ohybu, zatímco u QSB a DTD desek se zvyšováním vlhkosti k 10 % hodnoty pevnosti v ohybu zvyšují z důvodů plasticity třískových desek.

68

T AB . Č . 23 A NALÝZA STŘEDNÍCH HODNOT PEVNOSTI V

OHYBU

DTD, OSB A QSB DE-

SEK PŘI RŮZNÝCH VLHKOSTECH

Fm [MPa]

Střední hodnota pevnosti v ohybu při různých vlhkostech Vlhkost 0 %

Vlhkost 10 %

Vlhkost 46 %

DTD tl. 18 mm

11,52

13,33

6,23

OSB tl. 18 mm

16,62

15,22

8,74

QSB tl. 18 mm

9,28

12,10

7,10

18 16 14 Pevnost v ohybu [MPa] Vlhkost 0%

12 10 8

Pevnost v ohybu [MPa] Vlhkost 10 %

6

Pevnost v ohybu [MPa] Vlhkost 46 %

4 2 0 DTD 18 mm

O BR . Č . 15 ANALÝZA

OSB 18 mm

QSB 18 mm

STŘEDNÍCH HODNOT PEVNOSTI V OHYBU

SEK PŘI RŮZNÝCH VLHKOSTECH

69

DTD, OSB

A

QSB

DE-

12.

ZÁVĚR

Hlavním cílem této diplomové práce bylo vypracování literárního přehledu v oblasti konstrukčních velkoplošných materiálů, které se nejčastěji používají pro dřevostavby a popsání jejich fyzikálních vlastností. Z této literární rešerše vyplynulo, že na dřevostavby se používají tyto velkoplošné materiály: 

OSB desky – nejpoužívanější materiál v Americe



CTD cementopískové desky



MFP dřevotřískové desky



Překližované desky – nejpoužívanější ve Finsku, Švédsku a Norsku



SVD sádrovláknité desky



QSB desky – používané ve velmi omezeném množství (P 5 nosné desky pro použití ve vlhkém prostředí)

Dalším cílem bylo zjistit a vyhodnotit produkci velkoplošných materiálů ve světě a v Evropě, dělených na tři základní skupiny: a) DTD dřevotřiskové desky – v dnešní době je největším producentem DTD v Evropě Německo a ve světě je největším výrobcem Asie b) DVD dřevovláknité desky – největším výrobcem v dnešní době je v Evropě Německo a ve světě Asie c) Překližované desky – v Evropě je největším výrobcem Finsko a ve světě Asie

Jak je patrné výsledků, tak největší výrobcem velkoplošných materiálů celkem je Asie.

Jedním z nejdůležitějších cílů této práce bylo experimentálního provedení analýzy pevnosti a modulu pružnosti ve statickém ohybu těchto materiálů při různých rovnovážných vlhkostech u velkoplošných materiálů OSB desky, QSB desky, DTD desky o jmenovité tloušťce 18 mm a zjištěné výsledky byly vzájemně statisticky a graficky porovnány me-

70

zi sebou a následně vyhodnoceny po stránce nejvyšších hodnot pevnosti a modulu pružnosti v ohybu: a) DTD - nejvyšší průměrná hodnota meze pevnosti byla měřením zjištěna u vzorků DTD desky s vlhkostí 10 %. Nejnižší průměrná hodnota meze pevnosti byla měřením zjištěna u vzorků DTD desky s vlhkostí 46 %. Nejvyšší průměrná hodnota modulu pružnosti v ohybu byla měřením zjištěna u vzorků DTD desky s vlhkostí 10 %. Nejnižší průměrná hodnota modulu pružnosti v ohybu byla měřením zjištěna u vzorků DTD desky s vlhkostí 46 %. b) OSB - nejvyšší průměrná hodnota meze pevnosti byla měřením zjištěna u vzorků OSB desky s vlhkostí 0 %. Nejnižší průměrná hodnota meze byla měřením zjištěna u vzorků OSB desky s vlhkostí 46 %. Nejvyšší průměrná hodnota modulu pružnosti v ohybu byla měřením zjištěna u vzorků OSB desky s vlhkostí 0 %. Nejnižší průměrná hodnota modulu pružnosti v ohybu byla měřením zjištěna u vzorků OSB desky s vlhkostí 46 %. c) QSB - nejvyšší průměrná hodnota meze pevnosti byla měřením zjištěna u vzorků QSB desky s vlhkostí 10 %. Nejnižší průměrná hodnota meze pevnosti byla měřením zjištěna u vzorků QSB desky s vlhkostí 46 %. Nejvyšší průměrná hodnota modulu pružnosti v ohybu byla měřením zjištěna u vzorků QSB desky s vlhkostí 10 %. Nejnižší průměrná hodnota modulu pružnosti v ohybu byla měřením zjištěna u vzorků QSB desky s vlhkostí 46 %.

71

13.

RESUME

The main objective of this thesis was to develop literature review of large-scale structural materials that are most commonly used for timber and describe their physical properties. From this literature review showed that the wooden houses are used these large materials: 

OSB - the most widely used material in America



CTD board



MFP chipboard



Plywood - most commonly used in Finland, Sweden and Norway



SVD board



QSB board - used in very small quantities (P 5 of the carrier plate for use in wet environments)

Another objective was to determine and evaluate the production of large-sized materials in the world and in Europe, divided into three basic groups: a) DTD chipboard - today is the largest producer of DTD in Germany and Europe, the world's largest producer of Asia b) DVD fibreboard - the largest producer in today's Germany in Europe, Asia and the Word c) Plywood - Europe's largest manufacturer of Finland and around the world Asia As can be seen the results, the largest manufacturer of flat materials total is Asia. One of the most important goals of this study was to analyze the experimental solid company and modulus of elasticity in static bending of these materials at different equilibrium moisture content of large materials OSB, QSB boards, DTD boards with a nominal thickness of 18 mm, and the results were mutually compared statistically and graphically among themselves and subsequently evaluated in terms of the maximum tensile and modulus of elasticity in bending:

72

a) DTD - the highest average value of the yield strength was determined by measuring the sample DTD plates with 10% moisture. The lowest average value of the yield strength was determined by measuring the sample DTD boards with humidity of 46%. The highest average value of the flexural modulus measurements were found in samples DTD plates with 10% moisture. The lowest average value of the flexural modulus measurements were-cations found in samples DTD boards with a moisture of 46% b) .OSB - The highest average value of yield strength measurement was found in samples OSB boards with humidity of 0%. The lowest average value of the measurement limit was detected in samples OSB with a humidity of 46%. The highest average value of the flexural modulus was determined by measuring samples with OSB with a humidity of 0%. The lowest average value of the flexural modulus was determined by measuring samples with OSB with humidity of 46%. c) QSB - the highest average value of yield strength measurement was found in samples QSB boards with 10% moisture. The lowest average value of yield strength measurement was found in samples QSB boards with humidity of 46%. The highest average value of the flexural modulus measurements were found in samples QSB plates with 10% moisture. The lowest average value of the flexural modulus measurements were found in samples QSB boards with a moisture of 46%.

73

14.

LITERATURA

1) Böhm, M., Reisner, J., Bomba, J. (2012) Materiály na bázi dřeva. Česká zemědělská univerzita v Praze. ISBN 978-80-213-2251-6. 2) GANDELOVÁ, Libuše, Jarmila ŠLEZINGEROVÁ a Petr HORÁČEK. Nauka o dřevě. 3. vyd. /. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 2009, 176 s. ISBN 978-80-7375-312-2. 3) HAVÍŘOVÁ, Z. 2005. Dům ze dřeva. 1.vyd. Brno: ERA group, spol. s. r. o., 99 s. ISBN 80-7366-008-3. 4) HRÁZSKÝ, J. KRÁL, P., 2003. Hustotní profil a vlastnosti třískových desek, Brno: MZLU, 43 s. 5) HRÁZSKÝ, Jaroslav a Pavel KRÁL. Kompozitní materiály na bázi dřeva. 1. vyd. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 2007, 253 s. ISBN 978-80-7375-034-3. 6) HRÁZSKÝ, J., KRÁL, P. Determination of relationships betwen density, amount of glue and mechanical properties of OSB. Drvna Industrija. 2009. sv. 60, č. 1, s. 7- 14. ISSN 0012-6772 7) HRASKÝ, J., KRÁL, P. 2004, OSB desky. Podlahy a interiér. Sv. 5/2004, č. 5, 72 – 75 s. 8) HRÁZSKÝ, Jaroslav a Pavel KRÁL. Technologie výroby aglomerovaných materiálů. 1.vyd. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 2000, 218 s. ISBN 80-7157-428-7. 9) HRAZSKÝ J. Technologie výroby aglomerovaných materiálů 1997 ISBN 807157-062-1 1997 10) HRÁZSKÝ, J. -- KRÁL, P. Analysis of properties of boards for concrete formwork. Journal of Forest Science. 2004. sv. 50, č. 8, s. 382-398. ISSN 1212-483 11) HRÁZSKÝ, Jaroslav a Pavel KRÁL. Hustotní profil a vlastnosti třískových desek. 1.vyd. Brno: MZLU, 2003, 43 s. ISBN 80-7157-649-2. 12) HUJŇÁK J. Dřevěné konstrukce II Návrhy a konstrukce 1996 ISBN 80-7157237-3 13) KOLB, Josef. Dřevostavby: systémy nosných konstrukcí, obvodové pláště. 1. vyd. Praha: Grada, 2008, 317 s. ISBN 978-80-247-2275-7.

74

14) KRÁL, Pavel a Jaroslav HRÁZSKÝ. Výroba dýh a překližovaných materiálů: cvičení. 1.vyd. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 2000, 110 s. ISBN 80-7157-484-8. 15) MATOVIČ, Anton. Fyzikální a mechanické vlastnosti dřeva a materiálů na bázi dřeva. 1. vyd. Brno: Vysoká škola zemědělská, 1993, 212 s. ISBN 80-7157-0869. 16) RŮŽIČKA, Martin. Stavíme dům ze dřeva. 1. vyd. Praha: Grada, 2006, 117 s. ISBN 80-247-1461-2. 17) SVOBODA, Jaroslav, Petr BRUNECKÝ a Boris HÁLA. Nábytkářský informační systém „NIS". Brno: Ircaes, 2012, 166 s. ISBN 978-80-87502-12-9.

75

15.

INTERNETOVÉ ZDROJE

1) KRONOSPAN [online]. [cit 2014-03-01] Dostupné http://www.kronospan.cz/ 2) NIRGOS [online]. [cit 2014-02-14] Dostupné z http://www.nirgos.com / 3) DOKA [online]. [cit 2014-02-04] Dostupné z http://www.doka.com/ 4) UNDERWOOD [online]. [cit 2014-01-13] Dostupné http://www.kron.cz/ 5) FAOSTAT [online]. [cit 2014-01-17] Dostupné http://faostat.fao.org/ 6) EDREVO [online]. [cit 2014-02-18] Dostupné http://www.edrevo.cz/

76

16. T AB .

Č .1

SEZNAM TABULEK P ODÍL

ZÁSADNÍCH SLOŽEK VE SLÁMĚ RŮZNÝCH DRUHŮ VE SROVNÁNÍ

S JINÝMI LIGNOCELULOSOVÝMI MATERIÁLY ………………………………...................16

T AB . Č . 2 PRODUKCE DTD DESEK V E VROPĚ V T AB . Č .3 PRODUKCE DTD DESEK VE SVĚTĚ V T AB . Č . 4 P RODUKCE DVD V E VROPĚ V T AB . Č .5 PRODUKCE DVD VE SVĚTĚ V T AB .

Č.

6 PRODUKCE

LETECH

LETECH

LETECH

LETECH

1997 – 2012……………….23

1997 – 2012…………………24

1997 – 2012……………………….27

1997 – 2012…………………………28

PŘEKLIŽOVANÝCH DESEK V

E VROPĚ

V LETECH

1997 –

2007………………………………………………………………………………………….31 T AB . Č .7P RODUKCE PŘEKLIŽOVANÝCH DESEK VE SVĚTĚ V

LETECH

1997 – 2012…..32

T AB . Č . 8 T YPY OSB DESEK PODLE OBLASTI POUŽITÍ …………………………………..35 T AB . Č . 9 FYZIKÁLNÍ A MECHANICKÉ VLASTNOSTI OSB DESEK ………………………..37 T AB . Č. 10 F YZIKÁLNÍ A MECHANICKÉ VLASTNOSTI OSB DESEK ………………………40 T AB . Č . 11 F YZIKÁLNÍ A MECHANICKÉ VLASTNOSTI MFP

DESEK ……………………..43

T AB . Č . 12 M ECHANICKÉ VLASTNOSTI BUKOVÉ A SMRK . PŘEKLIŽKY…………………..47 T AB . Č .13

FYZIKÁLNĚ

MECHANICKÉ

VLASTNOSTI

KOMBINOVANÉ

PŘEKLIŽKY

BUK / SMRK …………………………………………………………………………………….47

T AB . Č . 14 F YZIKÁLNÍ A MECHANICKÉ VLASTNOSTI SVD DESEK ……………………….50 T AB . Č .15 FYZIKÁLNÍ A MECHANICKÉ VLASTNOSTI QSB DESKY………………………..52 T AB . Č .16 M EZ PEVNOSTI V

OHYBU

T AB . Č .17 M ODUL PRUŽNOSTI V T AB . Č . 18M EZ PEVNOSTI V

OHYBU

OHYBU

T AB . Č .19 M ODUL PRUŽNOSTI V T AB . Č . 20. M EZ PEVNOSTI V

DTD DESKY PŘI RŮZNÝCH VLHKOSTECH ………..63 DTD DESKY PŘI RŮZNÝCH VLHKOSTECH ….64

OSB DESKY PŘI RŮZNÝCH VLHKOSTECH ………..64

OHYBU

OHYBU

OSB DESKY PŘI RŮZNÝCH VLHKOSTECH ….65

QSB DESKY PŘI RŮZNÝCH VLHKOSTECH ………66

77

T AB . Č .21 M ODUL PRUŽNOSTI V

OHYBU

QSB DESKY PŘI RŮZNÝCH VLHKOSTECH …..66

T AB . Č .22 A NALÝZA STŘEDNÍCH HODNOT MODULU PRUŽNOSTI V OHYBU DTD, OSB A QSB DESEK PŘI RŮZNÝCH VLHKOSTECH ………………………………………………….67 T AB . Č . 23 A NALÝZA STŘEDNÍCH HODNOT PEVNOSTI V OHYBU DTD, OSB A QSB DESEK PŘI RŮZNÝCH VLHKOSTECH ……………………………………………………………69

78

17.

SEZNAM OBRÁZKŮ

O BR . Č . 1 P RODUKCE DTD DESEK V E VROPĚ V O BR . Č .2 PRODUKCE DTD DESEK VE SVĚTĚ V O BR . Č . 3 P RODUKCE DVD V E VROPĚ V O BR . Č . 4 PRODUKCE DVD VE SVĚTĚ V

LETECH

LETECH

LETECH

LETECH

1997 – 2012……………….23

1997 – 2012…………………24

1997 – 2012……………………….27

1997 – 2012…………………………28

O BR . Č . 5 P RODUKCE PŘEKLIŽOVANÝCH DESEK V E VROPĚ V LETECH 1997 – 2012................................................................................ ..............................31 O BR . Č . 6 P RODUKCE PŘEKLIŽOVANÝCH DESEK VE SVĚTĚ V

LETECH

1997 – 2012.. 32

O BR . Č . 7PRODUKCE VYBRANÝCH VELKOPLOŠNÝCH MATERIÁLŮ VE SVĚTĚ V LETECH 1997 – 2012…………………………………………………………………………………33 O BR . Č . 8 B EDNICÍ DESKA 3-SO SE STRUKTUROU D OKA ……………………………….48 O BR . Č . 9 O BECNÝ TVAR PRACOVNÍHO DIAGRAMU ………………………………………53 O BR . Č .10 U NIVERZÁLNÍ ZKUŠEBNÍ ZAŘÍZENÍ ZWICK Z 050 PŘI ZKOUŠCE ………….58 O BR . Č . 11 Z KUŠEBNÍ TĚLESA PŘIPRAVENÁ KE ZKOUŠCE ……………………………….59 O BR . Č . 12 S CHÉMA TROJBODOVÉHO OHYBU …………………………………………….60 O BR . Č . 13 H ODNOCENÍ EXPERIMENTU POMOCÍ POČÍTAČOVÉHO PROGRAMU S OFTWARE ZWISK………………………………………………………………………………..62 O BR . Č .14 A NALÝZA STŘEDNÍCH HODNOT MODULU PRUŽNOSTI V OHYBU DTD, OSB A QSB DESEK PŘI RŮZNÝCH VLHKOSTECH ………………………………………………….68 O BR . Č . 15 ANALÝZA

STŘEDNÍCH HODNOT PEVNOSTI V OHYBU

DTD, OSB

A

QSB

DE-

SEK PŘI RŮZNÝCH VLHKOSTECH ………………………………………………………..69

79

80