Možnosti aplikace překližovaných materiálů na dřevěné konstrukční prvky

MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ Lesnická a dřevařská fakulta Ústav základního zpracování dřeva

Možnosti aplikace překližovaných materiálů na dřevěné konstrukční prvky Bakalářská práce

Vedoucí práce:

Vypracoval:

doc. Dr. Ing. Pavel Král

Šimon Rutta

Brno 2012

Prohlášení Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma „Možnosti aplikace překližovaných materiálů na dřevěné konstrukční prvky“ vypracoval samostatně a použil pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Souhlasím, aby moje bakalářská 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 MENDELU 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: ………………………..

Poděkování Chtěl bych tímto vyjádřit poděkování svému vedoucímu práce doc. Dr. Ing. Pavlu Královi, za čas, který mi věnoval v podobě konzultací, cenné rady i připomínky. Dále bych chtěl poděkovat Ing. Václavu Seberovi za pomoc při realizaci a vyhodnocení praktické části bakalářské práce. Současně nelze nepoděkovat mým rodičům, za jejich podporu při studiu.

Abstrakt Autor: Šimon Rutta

Název práce: „Možnosti aplikace překližovaných materiálů na dřevěné konstrukční prvky“ Bakalářská práce se zabývá posouzením použitelnosti sádrovláknité desky Fermacell a vrstvených materiálů na bázi dřeva ve výrobě obvodového pláště rámové dřevostavby. V první části této práce jsou popsány technologie výroby, vybrané vlastnosti a možnosti využití vybraných materiálů. Druhá část se zabývá praktickým vyhodnocením naměřených fyzikálních a mechanických vlastností. Posouzení je provedeno z hlediska vlhkosti, hustoty a pevnostních vlastností. Na závěr jsou pro ověření správnosti měření vypočtené hodnoty porovnány s tabelovanými.

Klíčová slova: dřevostavby, sádrovláknitá deska Fermacell, OSB deska, překližka, Microllam, Parallam, Intrallam, lepené I – nosníky, vlhkost, hustota, modul pružnosti v ohybu, pevnost v ohybu

Abstract Author: Simon Rutta

Title of thesis: „Possibilities of application plywood materials for wooden structural elements” The bachelor thesis concerns with the judgment of the application of gypsum fiber board Fermacell as well as of layer materials based on wood in the production of circumference mantle of the frame wood construstion. The first part of this thesis describes the technology of the production and selected properties and possibilities of utilization of selected materials. The sekond part concerns with the practical evaluation of measured physical and mechanical properties. In the closing part the calculated values are compared with the tabulating values for verification of the measurement accuracy.

Key words: Wood constructions, gypsum fiber board Fermacell, OSB board, plywood, Microllam, Parallam, Intrallam, I-joist, moisture, density, modulus of elasticity, flexural strength

OBSAH 1. ÚVOD .........................................................................................................................11 2. CÍL PRÁCE ...............................................................................................................12 3. VRSTVENÉ MATERIÁLY .....................................................................................13 3.1. SÁDROVLÁKNITÁ DESKA FERMACELL ..........................................................13 3.1.1. Popis SVD Fermacell ........................................................................................13 3.1.2. Výroba SVD Fermacell .....................................................................................13 3.1.3. Vliv vlhkosti na SVD Fermacell ........................................................................14 3.1.4. Fyzikální vlastnosti SVD Fermacell ..................................................................15 3.1.5. Mechanické vlastnosti SVD Fermacell .............................................................15 3.2. DESKY Z ORIENTOVANÝCH PLOCHÝCH TŘÍSEK – Oriented Strand Board (OSB)..........................................................................................................................15 3.2.1. Popis OSB desek ...............................................................................................15 3.2.2. Výroba OSB desek .............................................................................................16 3.2.3. Fyzikální vlastnosti OSB desek .........................................................................19 3.2.4. Mechanické vlastnosti OSB desek .....................................................................20 3.3. PŘEKLIŽKA ............................................................................................................20 3.3.1. Popis překližky ..................................................................................................20 3.3.2. Výroba překližky ...............................................................................................21 3.3.3. Fyzikální vlastnosti překližky ............................................................................23 3.3.4. Mechanické vlastnosti překližky ........................................................................24 3.4. LVL - LAMINATED VENNER LUMBER (řezivo z vrstvených dýh) ..................24 3.4.1. Výrobci LVL ......................................................................................................24 3.4.2. Popis Microllamu LVL ......................................................................................24 3.4.3. Výroba Microllamu LVL ...................................................................................25 3.4.4. Fyzikální vlastnosti Microllamu LVL ................................................................26 3.4.5. Mechanické vlastnosti Microllamu LVL ...........................................................27 3.5. PSL - PARALLEL STRAND LUMBER (vrstvené dřevo z dýhových pásků) .......27 3.5.1. Popis Parallamu PSL ........................................................................................27 3.5.2. Výroba Parallamu PSL .....................................................................................28 3.5.3. Fyzikální vlastnosti Parallamu PSL ..................................................................29 3.5.4. Mechanické vlastnosti Parallamu PSL .............................................................30

3.6. LSL - LAMINET STRAND LUMBER (vrstvené dřevo z dlouhých třísek) ...........30 3.6.1. Popis Intrallamu LSL ........................................................................................30 3.6.2. Výroba Intrallamu LSL .....................................................................................31 3.6.3. Fyzikální vlastnosti Intrallamu LSL ..................................................................33 3.6.4. Mechanické vlastnosti Intrallamu LSL .............................................................33 3.7. LEPENÉ I - NOSNÍKY ............................................................................................34 3.7.1. Popis lepených I - nosníků ................................................................................34 3.7.2. Výroba lepených I - nosníků ..............................................................................35 3.7.3. Fyzikální vlastnosti lepených I - nosníků ..........................................................36 3.7.4. Mechanické vlastnosti lepených I - nosníků ......................................................37 4. MOŽNOSTI VYUŽITÍ VRSTVENÝCH MATERIÁLŮ V RÁMCI DŘEVOSTAVEB ......................................................................................................38 4.1 Využití SVD Feramcell .............................................................................................38 4.2 Využití OSB desek ....................................................................................................38 4.3 Využití překližky .......................................................................................................39 4.4 Využití Microllamu LVL ..........................................................................................39 4.5 Využití Parallamu PSL ..............................................................................................40 4.6 Využití Intrallamu LSL .............................................................................................40 4.7 Využití lepených I - nosníků .....................................................................................41 5. POROVNÁNÍ CEN A VYBRANÝCH VLASTNOSTÍ VRSTVENÝCH MATERIÁLŮ ............................................................................................................42 5.1. POROVNÁNÍ CEN OCELI A VRSTVENÝCH MATERIÁLŮ ............................42 5.1.1. Cena SVD Fermacell ........................................................................................42 5.1.2. Cena OSB desek ................................................................................................42 5.1.3. Cena překližky ...................................................................................................43 5.1.4. Cena Microllamu 2.0E ......................................................................................44 5.1.5. Cena Parallamu 2.0E ........................................................................................44 5.1.6. Cena Intrallamu 1.55E ......................................................................................44 5.1.7. Cena lepených I - nosníků .................................................................................44 5.1.8. Cena ocelových I - nosníků ...............................................................................45 5.1.9. Cena ocelových U - nosníků ..............................................................................45

5.2. POROVNÁNÍ VYBRANÝCH VLASTNOSTÍ OCELI A VRSTVENÝCH MATERIÁLŮ ..........................................................................................................46 5.2.1. Vlastnosti vybraných vrstvených materiálů na bázi dřeva a oceli pro nosné konstrukční prvky dřevostaveb ........................................................................46 5.2.2. Vlastnosti vybraných materiálů na bázi dřeva a oceli pro opláštění dřevostaveb .....................................................................................................48 6. METODIKA ODBĚRU A ZKOUŠEK VZORKŮ ................................................49 6.1. ODBĚR VZORKŮ A MĚŘENÍ JEJICH FYZIKÁLNÍCH VLASTNOSTÍ ............49 6.1.1. Zjišťování vlhkosti dle ČSN EN 322 ..................................................................49 6.1.2. Zjišťování hustoty dle ČSN EN 323 ...................................................................50 6.1.3. Stanovení rozměrů a odběr zkušebních těles dle ČSN EN 326-1 .......................52 6.2. ODBĚR VZORKŮ A MĚŘENÍ JEJICH MECHANICKÝCH VLASTNOSTÍ ......52 6.2.1. Stanovení modulu pružnosti v ohybu a pevnosti v ohybu dle ČSN EN 310 .......52 6.2.2. Stanovení rozměrů a odběr zkušebních těles dle ČSN EN 326-1 .......................55 7. VYHODNOCENÍ VÝSLEDKŮ ..............................................................................56 7.1. VÝSLEDKY PROVEDENÝCH ZKOUŠEK A MĚŘENÍ ......................................56 7.1.1. Naměřené hodnoty vlhkosti zkušebních těles dle ČSN EN 322 .........................56 7.1.2. Naměřené hodnoty hustoty zkušebních těles dle ČSN EN 323...........................56 7.1.3. Naměřené hodnoty modulu pružnosti v ohybu a pevnosti v ohybu dle ČSN EN 310 ........................................................................................................57 8. DISKUSE ...................................................................................................................63 9. ZÁVĚR .......................................................................................................................66 10. SUMMARY ................................................................................................................67 11. LITERATURA ...........................................................................................................68

1.

ÚVOD Člověk již od pradávna měl potřebu budovat svá obydlí. Dřevo, které měl díky

přírodě kolem sebe v hojném množství, začal proto využívat k stavebním účelům. Byly to právě dřevěné kmeny, které jako první pomohly člověku překonat jinak těžce zdolatelnou překážku ve formě řeky nebo údolí. S postupem času, se začaly stavět stále složitější konstrukce. Dobré vlastnosti dřeva a možnost opracování jednoduchými nástroji ho předurčilo k jeho rozsáhlému využití. Nejprve člověk začal stavět jednoduchá ustájení dobytka, přístřešky pro sebe a postupem času i útulky pro své bydlení. Později ho začal používat i k jiným účelům. Zručnost a vynalézavost člověka ho uschopnila k tomu, že začal dřevo čím dál více využívat a zpracovávat. Vytvářel zděné stavby a dřevo uplatňoval pro konstrukční prvky – konstrukce střechy, střešní krytinu, rámy oken, dveří, obložení, podlahy a podobně. Spotřeba dřeva se dále zvyšovala a to nejen jako materiálu použitelného ve stavebnictví, ale také jako suroviny potřebné k vytápění. Tím došlo k postupnému snižování lesních prostor, jak jehličnatých, tak listnatých a k razantnímu úbytku dřevní suroviny. Dřevo má jako materiál v různých směrech k vláknům různé vlastnosti. V době růstu stromů dochází ke vzniku různých vad, což způsobuje produkci méně kvalitní dřevní hmoty. Důsledkem toho je vznik a výroba aglomerovaných materiálů na bázi dřeva. V druhé polovině 19. století dochází v severských zemích Evropy k rozvoji výroby překližek a postupně dřevotřískových desek, dřevovláknitých desek a desek z orientovaných třísek. Tyto progresívní materiály jsou využívány nejprve pro vybavení interiérů a po následném zlepšení vlastností i pro exteriér. V současné době se vrstvené materiály na bázi dřeva využívají především jako konstrukční prvky rámových dřevostaveb. Tyto výrobky nacházejí své uplatnění ve stavebnictví, kde způsobily „revoluci“ v podobě vzniku „suchého“ způsobu výstavby. Důsledkem jejich využívání je zvýšení efektivity a přesnosti výstavby a z ekonomického hlediska představují úsporu dřevní suroviny. Předpokladem do budoucna je jejich rostoucí obliba a tím větší rozsah využití.

11

2.

CÍL PRÁCE Cílem této bakalářské práce je vytvořit přehled použitelnosti sádrovláknité desky

Fermacell a vrstvených materiálů na bázi dřeva, pro použití při výrobě dřevěných konstrukcí a rámových dřevostaveb. První část této práce bude zaměřena na charakteristiku jednotlivých zvolených materiálů, popis jejich technologie výroby a uvedení fyzikálních a mechanických vlastností. Druhá část se bude zabývat analýzou použitelnosti popisovaných materiálů. Dále budou uvedeny jejich pořizovací ceny a na základě těchto zjištěných cen, fyzikálních a mechanických vlastností budou dané materiály porovnány mezi sebou. Praktická část této bakalářské práce bude zaměřena na porovnání sádrovláknité desky Fermacell s OSB deskou z hlediska vybraných fyzikálních a mechanických vlastností. Z fyzikálních to tedy bude výpočet vlhkosti a hustoty, z mechanických poté pak zjištění modulu pružnosti v ohybu a pevnosti v ohybu. V závěru práce pak budou vyhodnoceny zjištěné výsledky měření, které se porovnají s hodnotami tabelovanými. Díky tomu bude možno zjistit, zda bylo provedené měření úspěšné, či nikoliv.

12

3.

VRSTVENÉ MATERIÁLY

3.1.

SÁDROVLÁKNITÁ DESKA FERMACELL

3.1.1. Popis SVD Fermacell Desky Fermacell dosahují své osvědčené kvality přesvědčivou celkovou koncepcí, která začíná již ve výrobě. Výchozí surovinou pro jejich výrobu je sádrovec a celulózová vlákna, která se získávají recyklací papíru. Na výrobních linkách řízených počítačem se po přidání vody a bez dalších pojiv stlačuje homogenní směs těchto dvou přírodních surovin pod vysokým tlakem na pevné desky, které se suší a řežou na příslušné formáty. Jedná se o inovační a ekologicky nezávadný výrobní postup s nejpřísnější kontrolou kvality. (http://www.fermacell.cz/) Obecně lepší vlastnosti této desky jsou dány zejména její homogenitou, přestože výrobní suroviny jsou stejné jako u sádrokartonu - sádra a papír. Obr. 1: Sádrovláknitá deska Fermacell (http://www.fermacell.cz/, 2012)

3.1.2. Výroba SVD Fermacell Starý vytříděný papír se zpracuje v mlýnech na celulózová vlákna, která se za sucha smíchají se sádrou v poměru 20% papíru a 80% sádry. Sádra reaguje s vodou, pronikne dovnitř a obalí vlákna. Vlákna ve směsi vytváří pevnou vazbu obdobně, jako tvoří u železobetonu armovací pruty. Tímto jednoduchým způsobem se sádra zpevní, a to nejen na povrchu, ale v celém svém průřezu. Materiál je tak tvrdší, má vyšší objemovou hmotnost, vyšší požární odolnost a lepší akustické parametry. A to vše bez dalších chemických přísad. Proces výroby po promíchání sádry a papírových vláken pokračuje nanášením této suché směsi na výrobní pás za kontinuálního provlhčování. Následné lisování celé této směsi probíhá za tlaku 6,8 N/mm2 a poté je vysušena v sušicích boxech při teplotě 200 oC. Finální impregnací a broušením povrchu vzniká mimořádně odolná a tvrdá deska. Řezáním na požadované rozměry a paletizací výroba končí.

13

Obr. 2: Technologický tok výroby sádrovláknité desky Fermacell (zdroj: http://www.fermacell.cz/, 2012)

3.1.3. Vliv vlhkosti na SVD Sádra je hydroskopický materiál a absorbuje vodu resp. přijímá vlhkost a proto jsou sádrovláknité desky ve výrobě hydrofobizovány tzn., že jsou opatřeny impregnací na povrchu proti pronikání vlhkosti. Sádrovláknité desky ale fungují i jako prvek regulující vlhkost v prostoru. To znamená, že vysoká vzdušná vlhkost v prostoru je absorbována sádrou a desky přijímají vlhkost, s klesající vlhkostí desky opět vysychají a předávají vlhkost zpět do prostoru. Působení vody a vlhka na sádrovláknité desky je nutné blíže popsat. Dojde-li ke krátkodobému ostřiku vodou, desky nenasáknou, ale na povrchu desek vytvoří kapky, které se postupně odpaří. Při dlouhodobém působení vody na desku dojde k průsaku přes hydrofobizovaný povrch a deska přijímá vlhkost. Po vyschnutí má deska opět svoji původní pevnost. Právě díky nízkému součiniteli difúzního odporu dokáže sádrovláknitá deska „vydýchat“ zbytkovou vlhkost v konstrukci např. ze dřeva. (http://www.uspornedomy.cz/)

14

3.1.4. Fyzikální vlastnosti Tab. 1: Fyzikální vlastnosti SVD Fermacell (zdroj: http://www.fermacell.cz/)

Fyzikální vlastnosti Součinitel tepelné vodivosti λ [W/mK] Faktor difúzního odporu µ [-] měrná tepelná kapacita c [kJ/kgK] Objemová hmotnost [kg/m3] Třída reakce na oheň podle ČSN EN 13 501-1

0,32 13 1,1 1150 ± 50 A2

3.1.5. Mechanické vlastnosti Tab. 2: Mechanické vlastnosti SVD Fermacell (zdroj: Z-9.1-434, Deutsches Institut für Bautechnik: sádrovláknité desky Fermacell, 2008)

Tloušťka desky [mm] 10 12,5 15 18 4,6 4,3 4,0 3,6 1,9 1,8 1,7 1,6 3 800 1 600

Mechanické vlastnosti Pevnost v ohybu [N/mm2] Pevnost ve smyku [N/mm2] Modul pružnosti v ohybu [N/mm2] Modul pružnosti ve smyku [N/mm2]

3.2.

DESKY Z ORIENTOVANÝCH PLOCHÝCH TŘÍSEK – Oriented Strand Board (OSB)

3.2.1. Popis OSB desek OSB je velkoplošný materiál vyráběný z dlouhých, štíhlých a tenkých třísek, které jsou získávány ze dřeva borovice a následně lepeny pomocí speciální lepící směsi. Jednotlivé třísky jsou uloženy ve třech vrstvách. Ve vrchní a spodní vrstvě jsou orientovány rovnoběžně s délkou desky, tedy ve směru výrobního toku. Třísky ve středové vrstvě jsou orientovány náhodně nebo kolmo na třísky vnějších vrstev. Vliv orientace třísek na pevnostní vlastnosti OSB, zejména na pevnost v ohybu, se významně projevuje s růstem štíhlostního stupně, tj. s růstem plošných rozměrů třísek. (Hrázský a Král 2007)

15

Obr. 3: OSB deska (http://www.levnestavebniny.cz/, 2012)

3.2.2. Výroba OSB desek Pro výrobu OSB desek může být použita celá řada různých dřevin, které díky svým špatným vlastnostem nenacházejí v pilařské výrobě širší uplatnění. Mimo jiné mohou být zpracovávány plantážně pěstované dřeviny, pilařské krajiny i zbytkové loupárenské válečky. Výtěž dřeva ve výrobě OSB je vyšší než 80 % na rozdíl od překližek či řeziva, kdy je tomu v rozmezí mezi 40 – 60 %. V prvé řadě by měly být pro výrobu OSB použity dřeviny o hustotě 350 – 700 kg·m-3, jelikož menší hustoty vyvolávají pokles pevnostních vlastností OSB desek a trhliny v nich. Technologie výroby OSB desek spočívá, kromě výběru vhodné suroviny o správné hustotě, především v jednotlivých technologických postupech. Mezi tyto operace se řadí odkorňování, roztřískování (dezintegrace), sušení třísek a jejich následné třídění. Dále se jedná o skladování třísek, nanášení lepící směsi, vrstvení třísek, lisování třískového koberce, který je před samotnou operací lisování upraven na jednotlivé formáty a jako poslední krok technologické výroby OSB je konečná úprava. 1) ODKORŇOVÁNÍ Pro výrobu vysoce jakostních OSB desek je nutné dokonalé odkornění dřevní hmoty. Kůra totiž ovlivňuje vzhled povrchových ploch viditelně tmavším zbarvením a způsobuje snížení fyzikálních a mechanických vlastností, zejména svou špatnou vázaností v deskách. (Hrázský a Král 2007) Při odkorňování mohou být použity dva typy odkorňovačů, rotorové nebo bubnové. Bubnové odkorňovače se používají pro odzrnění dříví malých a rozdílných průměrů. Jsou rovněž vhodné pro odkorňování velkého množství, kdy dříví není rovné. Na rozdíl rotorové odkorňovače se používají při odkorňování malého množství relativné rovného dříví s konstantními průměry. Stupeň odzrnění v porovnání s bubnovými odkorňovači je vyšší. (Hrázský a Král 2007)

16

2) DEZINTEGRACE (ROZTŘÍSKOVÁNÍ) Používají se dva způsoby dezintegrace. Prvním typem je diskový roztřískovač mezi jehož výhody patří nízká citlivost na cizí předměty a krátké prostoje při výměně nožů. Hlavní nevýhodou je rozdílná řezná rychlost na základě radiálního rozmístění nožů, což má za následek menší stejnorodost třísek. Dalším typem roztřískovačů je válcový roztřískovač, který na rozdíl od diskového má stejnou řeznou rychlost. Tudíž je možné vyrobit exaktně definované třísky. Tříska pro výrobu OSB desek má rozměry 75 x 25 x 0,6 mm. Pro zamezení prostojů pří výměně nožů roztřískovače, jsou třísky skladovány ve velkém mezizásobníku, odkud jsou rovnoměrně dávkovány do sušárny. 3) SUŠENÍ TŘÍSEK Během sušení jsou vlhké třísky vysušeny z původní vlhkosti na vlhkost technologickou, tj. 2 – 4 %. Pro dlouhé třísky o velké sypné hmotnosti se používají tzv. jednocestné sušárny. Pro extrémně dlouhé třísky (300 mm) se zkoušejí nepřímo vytápěné pásové sušárny, podobné sušárnám dýh. (Hrázský a Král 2007) 4) TŘÍDĚNÍ TŘÍSEK Po vysušení jsou třísky tříděny na tři frakce. Do první frakce se řadí dlouhé třísky, které jsou určeny pro povrchové vrstvy výsledné OSB desky. Dále to jsou menší třísky určené pro vrstvy středové a do třetí frakce se řadí jemný podíl třísek menší jak 6 mm, který je následně odsířován. Pro třídění třísek se dnes výhradně používají válečkové třidiče, kdy se velikost jednotlivých frakcí třísek nastaví změnou mezery mezi válečky. Vytříděné třísky jsou skladovány v zásobních silech. 5) NANÁŠENÍ LEPÍCÍ SMĚSI Tato operace je z hlediska hospodárnosti výroby jednou z nejdůležitějších technologických postupů při výrobě OSB desek. Při nanášení lepící směsi jsou třísky do nanášečky dávkovány pomocí pásové váhy. Dlouhá doba pobytu třísek v nanášečce zabezpečí jednak šetrné zacházení s třískami, jednak rovnoměrný nános lepidla na všechny třísky. Lepící směs, tj. lepidlo + přísady, jsou vstřikovány tryskami a rychle se otáčejícími diskovými rozprašovači. (Hrázský a Král 2007) 17

6) VRSTVENÍ TŘÍSEK Vrstvení třísek je nesmírně důležitou technologickou operací při výrobě OSB desek, kdy velmi záleží na orientaci třísek. Z toho vyplývá, že v povrchových vrstvách jsou třísky orientovány ve směru výrobního toku a ve středové vrstvě jsou orientovány kolmo na směr výroby. Orientace třísek se provádí buď mechanicky, nebo elektrostaticky. Mechanické vrstvící stanice se skládají z dávkovacího zásobníku a mechanického zařízení na orientování třísek. Při podélné orientaci jsou třísky orientovány pomocí horizontálně a vertikálně kmitajících nožů nebo pomocí kotoučových válců, při příčné orientaci pokládají vrstvící válce s jednotlivými sekcemi třísky přesně na podložku v žádaném směru, tj. kolmém na směr výrobního toku. Čím přesnější je orientace třísek, tím lepší jsou vlastnosti OSB. Elektrostatické zařízení pracuje na principu, podle kterého třísky při přechodu mezi rovnoběžně uspořádanými elektrodami působí jako dipól. Usměrňují se ve směru elektrostatického pole mezi deskami. Na orientování se používá usměrňovač, který dodává jednosměrný proud s regulací 0 – 40 kV. Usměrnění třísek vyžaduje dobu cca 0,06 s. Poloha elektrod určuje směr třísek. Tyto se mohou ukládat pod různým úhlem, až po 90°. Účinnost orientace třísek v elektrostatickém poli závisí na vlhkosti třísek. Třísky s vlhkostí pod 5 % jsou těžce orientovatelné. Optimální vlhkost třísek pro jejich orientování leží v rozmezí 10 – 15 %. Při vlhkosti nad 15 % se účinnost elektrostatického orientování snižuje. (Hrázský a Král 2007) 7) LISOVÁNÍ Při výrobě OSB desek se používají dva typy lisů. Prvním je lis víceetážový, který pracuje s lisovací teplotou 220°C a tlakem 5 N/mm2. Druhým typem lisů a dnes postupně převažujícím je lis kontinuální. Výhodou těchto lisů je používání vysokých lisovacích tlaků a výsledná homogenita materiálu. 8) KONEČNÁ ÚPRAVA Do konečné úpravy můžeme zařadit úpravu třískového koberce na dané formáty OSB a dále v závislosti požadavků na kvalitu povrchu také broušení desek.

18

Po vylisování jsou OSB desky podélně a příčně ořezány a následně děleny. Při použití jedno - a víceetážového lisu je třískový koberec po navrstvení dopraven k příčné pile, kde je rozřezán na jednotlivé formáty a až poté dochází k jeho lisování. U kontinuálního lisu se toto krácení provádí až po samotném vylisování třískového koberce.

Obr. 4: Technologický tok výroby OSB desky (zdroj: Wood – based Composites and Panel Products, 2010)

3.2.3. Fyzikální vlastnosti OSB desky Tab. 3: Fyzikální vlastnosti OSB desek ECO Superfinish (zdroj: katalog OSB ECO SUPERFINISH, Kronospan, 2012)

Tloušťka desky [mm] 6 - 10 10 - 18 18 - 25 25 - 32 0,1 0,091

Fyzikální vlastnosti Součinitel tepelné vodivosti λ [W/mK] Faktor difúzního odporu µ [-] suchý mokrý Vzduchová neprůzvučnost Třída reakce na oheň

121 (100) 285 (183) 91 (76) 209 (154) 25 27 Třída D – S1, d0

19

3.2.4. Mechanické vlastnosti OSB desky Tab. 4: Mechanické vlastnosti OSB desek Eurostrand (zdroj: Z-9.1-566, Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung: EUROSTRAND OSB TOP 4, 2008)

Směr působení ǁ

Mechanické vlastnosti Pevnost v ohybu [N/mm2]

⊥ ǁ

Pevnost v tahu [N/mm2]

Tloušťka desky [mm] 10 - 18 18 - 25 25 - 30 25 25 25

30 – 40 20

15

15

15

15

15

12

12

12

12

12

10

10

10

10

10

⊥

19 16

19 16

19 16

17 15

15 14

ǁ

9 1,6 7 000

9 1,6 7 000

9 1,6 7 000

8 1,6 7 000

6 1,6 6 000

⊥

3 000

3 000

3 000

3 000

3 000

ǁ

160

160

160

140

140

640

620

620

600

600

⊥ ǁ

Pevnost v tlaku [N/mm2]

8 - 10 25

2

Pevnost ve smyku [N/mm ] kolmo k rovině desky v rovině desky Modul pružnosti [N/mm2] Modul pružnosti ve smyku [N/mm2] Hustota materiálu [kg/m3]

3.3.

PŘEKLIŽKA

3.3.1. Popis překližky Překližka je vrstvený materiál, který se vyrábí slepením dýhových listů na sebe. Přitom směr dřevních vláken sousedních dýh svírá úhel 90˚. Při konstrukci překližovaných materiálů je zapotřebí dodržovat pravidlo symetrie, které se skládá z následujících požadavků: I.

Na každou stranu od centrální osy symetrie překližky musí mít stejný počet vrstev dýh. Osa symetrie těchto dýh musí mít stejnou vzdálenost od centrální osy symetrie.

II.

Osa středové vrstvy musí být totožná s centrální osou symetrie. Počet vrstev v překližce musí být tedy lichý.

20

III.

Vrstvy dýh, které jsou uloženy ve stejné vzdálenosti od centrální osy symetrie, musí být ze stejného druhu dřeviny a musí mít stejnou tloušťku.

IV.

Symetricky uložené dýhy musí být vyrobeny stejným způsobem. Musí mít stejný průběh vláken a stejné fyzikální a mechanické vlastnosti.

Při nedodržení výše uvedených pravidel může dojít ke vzniku různých vad, zejména kroucení, případně porušení překližky.

Obr. 5: Překližka (http://www.drevotrust.cz/, 2012)

3.3.2. Výroba překližky Pro výrobu překližek se používají dýhy z listnatých i jehličnatých dřevin. U listnáčů to je dřevo buku, břízy, olše a topolu o tloušťkách dýh 1,2; 1,5; 1,8; 2,0; 2,5; 3,0 a 3,5 mm. Z jehličnatých dřevin se zase využívají smrk, jedle a borovice o tloušťkách dýh 1,8; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5 a 4,0 mm. Tyto dýhy jsou určeny především pro výrobu vložek nebo vodovzdorných překližek. Samotná výroba překližek se skládá z několika operací, mezi které patří: a. Sklad loupaných dýh b. Příprava lepící směsi c. Nanášení lepící směsi d. Předlisování souboru dýh e. Lisování a klimatizace f. Formátování a oprava g. Broušení překližek h. Třídění překližek i. Skladování překližek

21

Ze skaldu dýh jsou do výroby překližek přiváděny dýhy, vyráběné nejčastěji loupáním. Poté dochází k přípravě lepící směsi. Ta se skládá z močovino-formaldehydového nebo fenol- formaldehydového lepidla a dalších přísad, mezi které patří tvrdidla, nastavovadla, plniva a také technická mouka. Všechny tyto přísady jsou smíchány ve speciální lepidlové míchačce. Takto připravená lepící směs se pomocí nanašečky lepidla nanese na jednotlivé vrstvy dýh. V procesu výroby překližek může být lepící směs nanesena několika způsoby, mezi které patří polévání, vytlačování, rozprašování a nejrozšířenějším způsoben nanášení je válcovými nanašečkami. U tohoto způsobu se rychlost posuvu pohybuje v rozmezí 10 až 60 m/min a velikost nánosu je možné regulovat v rozmezí 70 až 240 g/m2.Na dýhy je lepidlo nanášeno jednostranně nebo oboustranně, což závisí na umístění dýhy v dané vrstvě. V dalším výrobním kroku dochází ke skládání souborů. Tímto skládáním rozumíme složení jednotlivých listů překližek tak, jak budou umístěny ve slisované desce. Tato operace se provádí ručně nebo mechanicky, kdy jsou používány vakuové, vidlicové nebo pásové překladače. Po složení jednotlivých dýh jsou vytvořené soubory předlisovány. Toto předlisování probíhá za studena po dobu 10 až 15 minut při tlaku od 0,97 do 1,37 N/mm2 a dochází při něm ke stlačení dýhových souborů téměř na konečnou tloušťku, bez toho, že dojde ke konečnému vytvrzení lepidla. Předlisované soubory jsou následně lisovány v jednoetážových nebo ve víceetážových hydraulických lisech. Mezi základní parametry lisování patří doba vkládání do lisu, lisovací doba, lisovací teplota a lisovací tlak. Doba lisování potřebná pro vytvrzení lepidla závisí na tloušťce lisovaného souboru, kdy na 1 mm tloušťky je zapotřebí 1 až 3 minuty lisovací doby. Lisovací teplota je pro močovino-formaldehydová lepidla 105 až 130 ˚C, pro fenol- formaldehydová lepidla 130 až 150 ˚C. Po lisování se mají překližky alespoň 24 hodin klimatizovat na požadovanou vlhkost a v závěrečné fázi jsou prováděny dokončovací práce, které zahrnují formátování, opravu vad, broušení, třídění a skladování.

22

Obr. 6: Technologický tok výroby překližky (zdroj: http://www.wisaplywood.com/, 2012)

3.3.3. Fyzikální vlastnosti překližky Tab. 5: Fyzikální vlastnosti jehličnaté překližky PLOMA TECH (zdroj: katalog Ploma Tech, Ploma, 2012)

Fyzikální vlastnosti

6

Faktor difuzního odporu µ [-] vlhký suchý Součinitel tepelné vodivosti λ [W/mK] Vzduchová neprůzvučnost [dB] Absolutní vlhkost v době dodání [%] Třída reakce na oheň Emisní třída formaldehydu Třída biologického ohrožení

74 204 0,14 -

Tloušťka překližky [mm] 9 12 75 205 0,14 23

72 202 0,13 24

5 – 12 Třída D – S2, d0 ≤ 3,5 3

23

15 72 202 0,13 25

3.3.4. Mechanické vlastnosti překližky Tab. 6: Mechanické vlastnosti jehličnaté překližky PLOMA TECH (zdroj: katalog Ploma Tech, Ploma, 2012)

Mechanické vlastnosti Pevnost v ohybu [N/mm2]

Směr působení ǁ

Překližky o tloušťce: 6; 8; 9; 9,5 [mm] 40

Překližky o tloušťce: 12; 15 [mm] 40

⊥ ǁ

15

15

0,8 4 500

0,8 4 500

⊥

2 200

2 200

540

520

2

Pevnost v ohybu [N/mm ] Pevnost v ohybu [N/mm2] 3

Hustota materiálu [kg/m ]

3.4.

LVL - LAMINATED VENNER LUMBER (řezivo z vrstvených dýh)

3.4.1. Výrobci LVL V současné době se výrobou vrstveného dřeva (laminated veneer lumber) zabývají tři výrobci. Za Evropu je to německá firma Steico (obchodní název Ultralam) a dále finská společnost Finnforest (obchodní název Kerto). Třetím výrobcem je firma Trust Joist MacMillan (TJM) v USA, která vyvinula nové lepené materiály pro použití zejména v dřevostavbách. Jedná se o materiály Parallam PSL, Intrallam LSL, Microllam LVL a TJI Joists.

3.4.2. Popis Microllamu LVL LVL je překližovaný materiál, jehož plný název zní Laminated Veneer Lumber. Jedná se o materiál, kdy jeho jednotlivé dýhy, nebo většina z nich, jsou lepeny ve směru vzájemně rovnoběžném na rozdíl od překližky, kde jsou dýhy lepeny navzájem v pravém úhlu. Ve výrobě vrstveného dřeva je každá dýha nejprve vysušena, v dalším kroku se na ni nanese lepidlo a poté jsou dýhy skládány podélně za sebou v několika vrstvách tak, že vytvářejí nekonečný pás, který se následně zalisuje. Dýhy jsou ve vrstvě umístěny těsně vedle sebe. Proto je zapotřebí, aby spára, která vznikne mezi dvěmi sousedními dýhami, byla přesazena dýhou vrstvy následné. Minimální přesah je udáván 150 mm. Vrstvené dřevo nachází své uplatnění ve stavbách jako nosníky, desky, sloupy apod., jelikož je materiálem o vysoké pevnosti a minimálních tvarových změnách. 24

Obr. 7: Microllam LVL (http://www.goodrichlumber.com/, 2012)

3.4.3. Výroba Microllamu LVL Microllam LVL je vyráběn z loupaných dýh jehličnatých dřevin, například z borovice žlutookré nebo douglasky. V prvním kroku je jehličnatá surovina odkorněna a následně zkrácena na přířezy, které jsou hypotermicky upravovány a to v horké vodě při teplotě kolem 50˚C po dobu 24 hodin. Z takto připraveného materiálu se loupáním získávají dýhové pásy o tloušťce od 2,5 do 4,5 mm a šířce 880 až 1370 mm. Loupání dýh se provádí na běžných loupacích strojích. V dalším kroku jsou dýhy, pomocí rotačních nůžek, stříhány na požadované délkové rozměry a tříděny. Třídění a ukládání se děje automaticky. Po této operaci dochází za pomoci válečkových sušáren k sušení dýh, kdy se dýhové pásy vysušují z původní vlhkosti min. 35 % na cca 8 %. Poté jsou roztříděny podle vlhkosti do hrání a dýhy s nadměrnou vlhkostí jsou posílány k dosoušení. Dále se dýhové listy roztřiďují podle jednotlivých modulů pružností, které jsou zjišťovány pomocí ultrazvukových vln. Celá tato zkouška spočívá v rychlosti šíření zvuku dřevem. Na základě tohoto zjištění se dýhy roztřiďují do skupin podle modulů pružností od 1 000 N/mm2 do 17 000 N/mm2. Přičemž dýhy s modulem pružnosti nižším nachází své místo ve středové vrstvě a dýhy s vyšším modulem pružnosti ve vrstvě povrchové u konkrétního výrobku. Následně je na horní stranu dýh, pomocí nanášečky lepidla, nastříkáno fenolformaldehydové nebo resorcin-fenolformaldehydové lepidlo. Celková velikost nánosu se pohubuje v rozmezí 220 – 250 g/m3 (Král a Hrázský 2006), přičemž je vrchní dýha bez nánosu. V dalším kroku jsou dýhy za pomoci teleskopického ukládacího dopravníku ukládány do jednotlivých vrstev tak, jak budou následně slisovány. Dýhy o vyšší kvalitě, které se nacházejí v povrchových vrstvách jsou sesazovány na úkos, dýhové listy ve vrstvách středových zase na tupou hranu. Takto uspořádaný materiál je nejdříve předlisován pojízdným hydraulickým předlisem, který vyvine tlak 0,8 N/mm2. K vlastnímu lisování poté dochází za pomoci jednoetážového lisu, kde je budoucí výrobek vystaven tlaku od 1,4 do 1,8

25

N/mm2 a teplotě mezi 140 až 180 ˚C. Lisovací čas se pohybuje mezi 15 až 40 minutami a závisí především na tloušťce lisovaného materiálu. V závěrečné fázi dochází ke klimatizaci, dělení na požadované rozměry a skladování do hrání o šířce 1 200 mm a výšce 900 mm.

Obr. 8: Technologický tok výroby Microllamu (zdroj: Structural composite lumber & glued laminated timber awareness guide, American Forest & Paper Association. Inc., 2006)

3.4.4. Fyzikální vlastnosti Microllamu Microllam LVL je produkt, jenž je vyráběn především pro americký a kanadský trh. Proto z důvodu nedostatečného množství informací nebylo možné zjistit podrobné fyzikální vlastnosti tohoto materiálu, mezi které patří požární odolnost, tepelný odpor, koeficient tvarových změn apod.

26

3.4.5. Mechanické vlastnosti Microllamu Tab. 7: Mechanické vlastnosti Microllamu (zdroj: katalog Microllam,Trust Joist A Weyerhaeuser Business, 2005)

Mechanické vlastnosti

Směr působení

Microllam 2.0E

Microllam 2.1E

ǁ

20

20

ǁ

15

16

ǁ

18

18

ǁ

13 800

14 500

670 až 720

670 až 720

Pevnost v ohybu [N/mm2] Pevnost v tahu [N/mm2] Pevnost v tlaku [N/mm2] Modul pružnosti [N/mm2] Hustota materiálu [kg/m3]

3.5.

PSL – PARALLEL STRAND LUMBER (vrstvené dřevo z dýhových pásků)

3.5.1. Popis Parallamu PSL Parallam PSL se vyznačuje rozměrovou stálostí, vykazuje vyšší stejnorodost a zatížitelnost než doposud známé lepené materiály podobného charakteru. Proto je sesychání, tvoření prasklin, kroucení, borcení a štěpení tohoto výrobku eliminováno na minimum. PSL je překližovaný materiál vyrobený z dýhových pásků, které jsou 3 mm tlusté, 13 mm široké a až 2 400 mm dlouhé. Tyto pásky jsou orientovány rovnoběžně s podélnou osou konečného výrobku. Velkou výhodou PSL ve srovnání s klasickým dřevem je vysoká pevnost v tlaku a tahu. Nevykazuje žádné přírodní vady a jiné nehomogennosti jako je tomu u rostlého dřeva. V současnosti se výrobou PSL zabývá severoamerická firma Trust Joist MacMillan, která tento materiál nabízí pod obchodním názvem Parallam. (Kruse a Venschott 2001)

Obr. 9: Parallam PSL (http://www.hellopro.fr/, 2012)

27

3.5.2. Výroba Parallamu PSL Pro výrobu Parallamu se nejčastěji využívá dřeva jižních borovic, douglasky a borovice žlutookré. Podmínkou však je, že pro jeden produkt musí být použit pouze jeden druh dřeviny. Výřezy určené k výrobě Parallamu jsou loupány nebo mohou být zpracovány nálupové dýhy, které vznikají při výrobě překližek či vrstveného dřeva. Takto získané dýhové pásy jsou v dalším výrobním kroku vysoušeny v kontinuálních lisech při teplotě do 200 ˚C na vlhkost 8 % a kontrolovány, aby došlo k eliminaci napětí vyvolávající defekty a také vyhodnocení modulů pružností jednotlivých dýh. Využívá se, jako u Microllamu, nedestruktivní metoda, která je založena na šíření ultrazvukových vln dřevem. Následně jsou listy dýh po svém vysušení rozstříhány na požadované pásky o daných rozměrech. Po vytřídění vadných proužků se tedy jednotlivé dýhové pásky paralelně uspořádají a následně jsou dopraveny k máčecímu zařízeí, kde dochází k nanášení vodovzdorného lepidla. Lepící směs se skládá z fenolformaldehydové pryskyřice a parafínové emulze, jelikož parafín zlepšuje odolnost Parallamu vůči působení vlhkosti. Použitím mikrovlnného ohřevu jsou orientované proužky dýh slisovány pod tlakem v průběžném válcovém lisu při teplotě do 100 ˚C. To zaručí konstantní ohřev materiálu v celém jeho průřezu a tím také optimální vytvrzení lepidla. Celý výrobní proces je řízen naprogramovanými logickými prvky tak, aby byla zabezpečena požadovaná konečná tloušťka, vlhkost, vzhled a hustota 670 až 720 kg/m3. Parallam PSL je vyroben jako kompaktní hranol obdélníkového průřezu o šířce 400 mm a tloušťce 285 mm. Jeho délka se pohybuje do 20 m. (Kruse a Venschott 2001)

28

Obr. 10: Technologický tok výroby Parallamu (zdroj: Structural composite lumber & glued laminated timber awareness guide, American Forest & Paper Association. Inc., 2006)

3.5.3. Fyzikální vlastnosti Parallamu Parallam PSL je produkt, jenž je vyráběn především pro americký a kanadský trh. Proto z důvodu nedostatečného množství informací nebylo možné zjistit podrobné fyzikální vlastnosti tohoto materiálu, mezi které patří faktor dif. odpor, koeficient tepelné vodivosti. Tab. 8: Fyzikální vlastnosti Parallamu (zdroj: Konstriktive Holzwerkstoffe, http://www.baufachinformation.de/ , 2001)

Fyzikální vlastnosti Rovnovážná vlhkost Vlhkost těsně po výrobě Vlhkost během uskladnění Změny rozměrů vlivem vlhkosti: ve směru vláken dýhových pásků kolmo na směr vláken dýhových pásků

[%] o 1 – 3 nižší než u dřeva 10 8 0,01 0,3

29

3.5.4. Mechanické vlastnosti Parallamu V současnosti se Parallam vyrábí v různých pevnostních třídách. Tyto třídy mají své charakteristické značení, které vychází z velikosti modulu pružnosti, tedy rozlišujeme Parallam 1.8E, 1.9E, 2.0E, 2.1E, 2.2E =˃ vyšší číslo značí lepší mechanické vlastnosti.

Tab. 9: Mechanické vlastnosti Parallamu (zdroj: katalog 2.2E Parallam PSL Deep Beam, iLevel by Weyerhaeuser, 2010. Engineered Wood Products, ˂http://portal.wko.at˃2003)

Mechanické vlastnosti Pevnost v ohybu [N/mm2] Pevnost v tahu [N/mm2]

Směr působení ǁ ǁ

Parallam 2.0E

Parallam 2.2E

19 - 20

20

18 0,2

-

20 4,6

20 5,17

1,6 2,8

1,6 2

14 500

15 170

750

948

680

721

⊥ ǁ

Pevnost v tlaku [N/mm2]

⊥ 2

Pevnost ve smyku [N/mm ] kolmo na plochu kolmo na hranu Modul pružnosti ǁ s vlákny [N/mm2] Modul pružnosti ve smyku [N/mm2] Hustota materiálu [kg/m3]

3.6.

LSL – LAMINET STRAND LUMBER (vrstvené dřevo z dlouhých třísek)

3.6.1. Popis Intrallamu LSL LSL je vrstvené dřevo z dlouhých třísek, jehož plný název zní Laminet Strand Lumber. Jeho jednoduchá, patentovaná technologie výroby umožňuje použití dostupných a levných odpadních surovin. Při zohlednění tohoto faktu a vynikajících vlastností Intrallamu, představuje tento materiál velmi efektivní řešení pro konstruování komerčních a průmyslových staveb. Vyrábí se ve formě plošných desek o rozměrech 2,44 x 10,6 m a tloušťce do140 mm, které se poté rozřezávají na prvky požadovaných rozměrů. Vstupním materiálem pro výrobu LSL jsou třísky o délce 300 mm, šířce 25 mm a tloušťce 1 mm. Ty se dále vysušují a lepí polyuretanovým lepidlem odolávajícím působení vysoké vlhkosti. 30

Tento materiál se vyznačuje vynikající rozměrovou stabilitou a pevnostní vlatnosti jsou v každé jeho části stejné. V současné době se výrobou LSL zabývá severoamerická společnost Trust Joist MacMillan, která jej produkuje pod obchodním názvem Intrallam a to ve dvou provedeních. Prvním je označení Intrallam P, jenž je vyráběn ve formě plošného materiálu. Druhou variantou je Intrallam S, který je vyráběn ve tvaru hranolů. Co se týče jeho vlastností, výrobcem je garantována stejnoměrnost fyzikálních a mechanických vlastností, zejména pevnost v ohybu a střihu, vysoká tuhost, příznivá rozměrová stabilita, nízké bobtnání a kroucení. (Kruse a Venschott 2001)

Obr. 11: Intrallam LSL (http://www.dataholz.com/, 2012)

3.6.2. Výroba Intrallamu LSL Intrallam LSL se vyrábí z měkkého listnatého dřeva, nejčastěji to bývá osika a topol. Pro výrobu třísek jsou používány výřezy o průměru 10 až 50 cm a délce 2,5 m, které jsou nejprve odzrněny a poté se ukládají po dobu pěti hodin do horké vody o teplotě 60 ˚. Po této úpravě se za pomoci detektoru kovů zjišťuje možná přítomnost kovových předmětů ve výřezu. V dalším výrobním kroku jsou odpovídající výřezy pomocí odkorňovačů zbaveny kůry a zkráceny na délku 300 mm. Následně se za pomoci speciálních věncových roztřískovačů roztřískují na částice o šířce 25 až 40 mm, tloušťce 1 mm a délce do 300 mm. Tyto jsou následně vysušeny při teplotě okolo 400 ˚C na konečnou vlhkost cca 8 až 10 %. Přičemž sušení probíhá v tryskových sušárnách. (Kruse a Venschott 2001) Po vysušení se na třísky pomocí válcových nanašeček lepidla nanáší vodovzdorný lepidlový film. Využívá se při tom polyuretanové lepidlo, které vyniká vysokou odolností vůči vlhkosti. Po svém vytvrzení lepidlo zaujímá 6 % z celkové hmotnosti Intrallamu. Po nanesení lepidla dochází k vrstvení třískového koberce, kdy jsou třísky orientovány do navzájem paralelního směru, aby se maximum pevnostních vlastností dřevěných částic přeneslo do finálního výrobku. Přičemž tloušťka tohoto koberce bývá až 8 x větší než po jeho slisování. (Kruse a Venschott 2001) Poslední operací při výrobě Intrallamu je slisování do velkoplošných dílců, které probíhá v lisech vyhřívaných horkou párou. Je to proto, že tyto lisy se velmi snadno a rychle rovnoměrně prohřejí, díky tomu dochází k rychlému prohřátí celého materiálu. Lisování jako 31

takové je rozděleno do několika cyklů. Nejprve tlak v lisu stoupne za dobu 90 s na hodnotu 1 N/mm2 a toto maximum je udržováno po dobu 8 minut. Poté tlak klesne na hodnotu 0,6 N/mm2 a ta se opět udržuje po dobu 8 minut. Teplota při lisování dosahuje až 150 ˚C. Po lisování jsou jednotlivé dílce broušeny a poté nařezány do jednotlivých elementů vyznačujících se zejména odolností vůči vlhkosti. Hustota Intrallamu LSL je cca 640 kg/m3.

Obr. 12: Technologický tok výroby Inrallamu (zdroj: Structural composite lumber & glued laminated timber awareness guide, American Forest & Paper Association. Inc., 2006)

32

3.6.3. Fyzikální vlastnosti Intrallamu Intrallam LSL je produkt, který je stejně jako Microllam LVL a Parallam PSLvyráběn především pro americký a kanadský trh. Proto z důvodu nedostatečného množství informací nebylo možné zjistit podrobné fyzikální vlastnosti, jako je faktor difuzního odporu nebo koeficient tepelné vodivosti.

Tab. 10: Fyzikální vlastnosti Intrallamu (zdroj: Konstriktive Holzwerkstoffe, http://www.baufachinformation.de/ , 2001)

Fyzikální vlastnosti Emisní třída formaldehydu Vlhkost ve skladovacích podmínkách 20 ˚C a vlhkosti 60 % Rychlost uhelnatění Rozměrové změny při změně vlhkosti o 1 % Tloušťka Šířka Délka

Hodnota E1 6 -8 % 0,7 mm/min 0,5 % 0,1 % zanedbatelná hodnota

3.6.4. Mechanické vlastnosti Intrallamu V současnosti je Intrallam vyráběn ve dvou základních provedeních: •

Intrallam P (označení Intrallam 1.3E), jenž je vyráběn ve formě plošného materiálu, kde je určité množství třísek uloženo kolmo k podélné ose desky.

•

Intrallam S (označení Intrallam 1.5E), který je vyráběn ve tvaru hranolů, u kterého jsou všechny jeho třísky uloženy podélně s delší stranou hranolu.

Na základě uvedené orientace třísek se nadále odvíjí i mechanické vlastnosti obou typů Intrallamu.

33

Tab. 11: Mechanické vlastnosti Intrallamu (zdroj: Výlet, Využití progresivních materiálů pro nosné prvky staveb, 2001)

Mechanické vlastnosti

Směr působení

Intrallam 1.3E

Intrallam 1.5E

ǁ

10,4 15,3 10

12,5 16 12

⊥

3,5

1,5

ǁ

12 7 3,5 8 700

13 6 3 10 500

2 300

2 100

610

660

Pevnost v ohybu [N/mm2] kolmo na hranu kolmo na plochu Pevnost v tahu [N/mm2] Pevnost v tlaku [N/mm2] v hraně v ploše Modul pružnosti [N/mm2] Modul pružnosti ve smyku [N/mm2] Hustota materiálu [kg/m3]

3.7.

⊥ ⊥ ǁ

LEPENÉ I – NOSNÍKY

3.7.1. Popis lepených I - nosníků I – nosníky jsou lepené materiály ve tvaru dvojitého T. Jejich konstrukce je tvořena dvěmi pásnicemi, které se nacházejí v horní a dolní části. Mezi nimi se jako spojovací prvek nachází stojina. Pásnice bývají vyrobeny z masivního dřeva, Microllamu nebo Intrallamu. Stojiny jsou

převážně

tvořeny z OSB

desek,

překližek,

dřevotřískových

desek,

překližovaných desek nebo z tvrdých dřevovláknitých desek. Lepené I – nosníky jsou prvky, v rámci stavebních konstrukcí, nejčastěji namáhanými na ohyb. Proto tlakové a tahové síly působí nejvíce v horní a dolní pásnici, což je způsobeno přenášením sil stojinou právě do těchto dvou částí. (Kruse a Venschott 2001) Mezi největší výhody těchto nosníků patří nízká hmotnost, snadná realizace prostupů pro vedení elektrických kabelů, sanitární, plynové, vzduchotechnické a jiné rozvody, dobrá únosnost a velká pevnost v ohybu.

Obr. 13: Plnostěnný nosník STEICO (http://www.casopisstavebnictvi.cz/, 2012)

34

Obr. 14: Nosník TJI JOIST (http://www.residentialarchitect.com/, 2012)

3.7.2. Výroba lepených I – nosníků I – nosníky jsou výrobky patentované americkou společností Trust Joist MacMillan. Výroba těchto lepených nosníků a použitých materiálů se podle jednotlivých výrobců liší. Výroba se skládá ze dvou technologických uzlů, které v konečné fázi přecházejí do jednoho. V prvních výrobních uzlech dochází k přípravě pásnic a stojin, které jsou ve druhém technologickém uzlu lepením spojeny v konečný prvek.

Příprava pásnic Pásnice jsou v prvním výrobním kroku formátovány na požadované rozměry. Poté se pomocí frézovacích hlav vyfrézují do vnitřních stran pásnic drážky, které jsou kónického tvaru. Pokud je potřeba délkového spojení pásnic, je zapotřebí do jejich čela vyfrézovat klínový spoj. Následně pomocí fenol-formaldehydového lepidla a vyfrézovaného spoje dochází k délkovému nastavení pásnic. (Kruse a Venschott 2001) Příprava stojin Stojiny jsou nejdříve, obdobně jako pásnice, formátovány na požadované rozměry. Po této operaci dochází k ofrézování obou hran stojin. Tvar ofrézování musí být takový, aby stojina přesně zapadla do drážek v pásnicích. Délkové spojení stojin se provádí buď na tupou spáru, nebo pomocí systému pera a drážky. (Kruse a Venschott 2001) V druhém výrobním uzlu jsou připravené pásnice a stojiny spojeny do konečného tvaru nosníku. Toto spojení se uskutečňuje v tzv. montážní lince. Zde je v první fázi do drážek pásnic a na hrany stojin naneseno fenol-formaldehydové nebo rezorcinformaldehydové lepidlo. Dále je lepidlo také aplikováno do délkových spojů. Po nanesení 35

lepidla následuje operace sesazování stojin a pásnic a jejich vzájemné lisování ve válcových lisech. To probíhá při rychlostech až 107 m/min. Po zalisování vzniká nekonečný I – nosník, který je dále délkově zkracován. Takto upravený prvek je dopravován do teplovzdušných sušáren, kde dochází k vytvrzení lepidla. (Kruse a Venschott 2001) Po ukončení procesu sušení jsou nosníky dále klimatizovány. Poté následuje kontrola kvality a označení výrobku. V konečné fázi je I – nosník balen a expedován zákazníkovi.

Obr. 15: Technologický tok výroby lepených I - nosníků (zdroj: Carpentry, Construction/Building Trades Series. 3. rd edition, 2000)

3.7.3. Fyzikální vlastnosti lepených I - nosníků Jelikož jsou lepené I – nosníky převážně používány na části stavebních konstrukcí, které musí splňovat dané tepelně izolační parametry, patří mezi nejdůležitější fyzikální vlastnosti tohoto materiálu tepelně technické vlastnosti. Nadále jsou fyzikální vlastnosti závislé na rozměrech a druhu použitého materiálu při výrobě.

36

Tab. 12: Fyzikální vlastnosti materiálů použitých pro výrobu I – nosníků STEICO (zdroj: katalog Steico Construction: Technisches Handbuch, Staico, 2012)

Materiál Pásnice Stojina

Nejmenší hustota [kg/m3] 500 900

Souč. tep. vodivosti [W/m·K] dle EN 12524 0,13 0,18

Spec. tep. kapacita [J/k·K] dle EN 12524 1 600 1 700

Faktor difúzního odporu dle EN 12524 [-] Suché

Vlhké

50 30

20 20

3.7.4. Mechanické vlastnosti lepených I – nosníků Mechanické vlastnosti jsou závislé na rozměrech pásnic a stojin a též na druhu použitého materiálu při výrobě. U I – nosníků se místo standardních mechanických vlastností hodnotí charakteristický moment, tuhost v ohybu, charakteristický smyk a tuhost ve smyku.

Tab. 13: Mechanické vlastnosti lepených I – nosníků STEICO (zdroj: katalog Steico Construction: Technisches Handbuch, Staico, 2012)

Mechanické vlastnosti Výška nosníku Charakteristický moment [kNm] Tuhost v ohybu [Nmm2 · 109] Charakteristický smyk [kN] Tuhost ve smyku [MN]

STEICO wall SW 45 160 200



2,49

3,56

3,32

4,74

8,89

11,64

127

227

169

302

711

1216

4,50

5,47

4,48

5,43

6,27

7,50

1,12

1,63

1,12

1,63

2,13

2,89

37

4.

MOŽNOSTI VYUŽITÍ VRSTVENÝCH MATERIÁLŮ V RÁMCI DŘEVOSTAVEB

4.1.

Využití SVD Fermacell V porovnání s OSB deskou a překližkou, má SVD Fermacell nejnižší faktor difúzního

odporu. Díky dobrým pevnostním vlastnostem je možné SVD Fermacell použít pro statické opláštění nosných stěn.

Použití SVD Fermacell v rámci rámových dřevostaveb: a) Pro statické opláštění rámu obvodové stěny -

Nízká hodnota faktoru dif. odporu činí ze SVD Fermacell vhodný materiál pro konstrukci difúzně otevřeného stěnového systému rámové dřevostavby.

-

Z hlediska pořizovací ceny je o něco dražší než OSB deska a levnější než překližka.

b) Pro ostatní části konstrukcí -

SVD Fermacell lze použít pro obložení stěn, opláštění příček, výrobu podlahových konstrukcí apod.

4.2.

Využití OSB desky Z fyzikálních vlastností má OSB deska, v rámci popisovaných materiálů, nejlepší

tepelně izolační vlastnosti. Na základě pevnostních vlastností je možné OSB desku také použít pro statické opláštění nosných stěn.

Použití OSB desek v rámci rámových dřevostaveb: a) Pro statické opláštění rámu obvodové stěny -

OSB deska má malou tepelnou vodivost, což má za následek nízký prostup tepla.

-

Vysokých hodnot dosahuje OSB také v rámci faktoru dif. odporu. Díky tomu je možné tento materiál použít jako parobrzdu.

-

Pozitivním hlediskem pro použití OSB desky, v porovnání s uvedenými materiály, je její příznivá cena.

b) Pro ostatní části konstrukcí

38

-

OSB desku lze použít pro obložení stěn, opláštění příček, výrobu podlahových konstrukcí apod.

-

Americká společnost Trust Joist MacMillan využívá OSB jako stoinu pro lepené I – nosníky.

4.3.

Využití překližky Překližka je materiál, vyznačující se nízkým součinitelem tepelné vodivosti, vysokou

hodnotou faktoru dif. odporu a dobrými pevnostními vlastnostmi.

Použití překližek v rámci rámových dřevostaveb: a) Pro statické opláštění rámu obvodové stěny -

Díky dobrým pevnostním vlastnostem a nízké hodnotě tepelné vodivosti lze překližku použít pro opláštění dřevostaveb.

-

V závislosti vysokých hodnot faktoru dif. odporu je možné překližku využít, stejně jako OSB desku, jako parobrzdu.

-

V porovnání s OSB deskou je překližka dražším materiálem.

b) Pro ostatní části konstrukcí -

Překližku je možné použít jako stojinu nebo pásnici u lepených I – nosníků, dále jako podlahovou krytinu apod. V rámci tvorby základů může být použita pro konstrukci bednění.

4.4.

Využití Microllamu LVL Microllam je možné použít při konstrukci nosníků, vazníků, bednění a podobně.

V této souvislosti se nejvíce využívá Microllam o tloušťce 45 mm, jelikož spojením takovýchto dvou průřezů vzniká nosník o celkové tloušťce 90 mm, čímž se stává vhodným materiálem pro použití do stropních konstrukcí. Použití Microllamu v rámci rámových dřevostaveb: a) Pro stojky rámu obvodové stěny -

V porovnání se smrkovým řezivem má Microllam lepší pevnostní vlastnosti, ale je podstatně dražší.

-

Díky lepším pevnostním vlastnostem by mohly mít stojky z Microllamu, v porovnání se smrkovými, menší průřezové rozměry a tím by došlo ke snížení

39

hodnoty systematických tepelných mostů v konstrukci obvodové stěny rámové dřevostavby. b) Pro ostatní nosné části konstrukcí -

Microllam je možné použít pro konstrukci krovů, vazníků, nosníků, stojek, střešních konstrukcí apod.

4.5.

Využití Parallamu PSL Parallam se používá pro výrobu sloupů, vaznic, překladů, trámů, nosníků a díky

svému příznivému vzhledu nemusí být zakrýván či povrchově upravován. Snese vysoká zatížení i na dlouhá rozpětí a lze jej obrábět stejnými způsoby jako dřevo.

Použití Microllamu v rámci rámových dřevostaveb: a) Pro stojky rámu obvodové stěny -

Parallam opět vykazuje lepší pevnostní vlastnosti, ale jeho nevýhodou je, stejně jako u Microllamu, jeho vysoká pořizovací cena.

-

Průřezové rozměry stojky by mohly být opět menší a tím by došlo ke snížení hodnoty systematických tepelných mostů v konstrukci obvodové stěny rámové dřevostavby.

b) Pro ostatní nosné části konstrukcí -

4.6.

Parallam se používá pro výrobu sloupů, vaznic, překladů, nosníků apod.

Využití Intrallamu LSL Intrallam LSL nachází široké využití ve stavebnictví. Obdobně jako předchozí

materiál vykazuje vyšší pevnostní vlastnosti než rostlé dřevo a neobsahuje žádné růstové vady. Je použitelný v širokém spektru standardních rozměrů a velikostí. Díky jeho velkým výrobním rozměrům, až 2,44 x 10,67 m, jej lze například použít při stavbách lehkých, pevných, obloukových a portálových střech či jednoduchých trámů a sloupů pro krátká a střední rozpětí.

Použití Intrallamu v rámci rámových dřevostaveb: a) Pro stojky rámu obvodové stěny -

Intrallam má také lepší pevnostní vlastnosti, než smrkové řezivo, ale opět se vyznačuje vysokou pořizovací cenou.

40

-

Z hlediska průřezových rozměrů stojek, vykazuje stejné vlastnosti jako předešlé dva materiály.


Intrallam se díky svým dobrým mechanickým vlastnostem používá pro nosné a podpěrné části dřevostaveb, mezi které patří sloupy, nosníky, překlady, střešní konstrukce apod.

4.7.

Využití lepených I – nosníků Lepené I – nosníky jsou díky svým vlastnostem určeny pro nejvíce zatížitelné

konstrukční prvky.

Použití lepených I - nosníků v rámci rámových dřevostaveb: a) Pro stojky rámu obvodové stěny -

Lepené I – nosníky jsou vyráběny právě za účelem stojek rámových dřevostaveb, jelikož jejich největší výhodou v rámci obvodových stěn je eliminace tepelných mostů. Díky této vlastnosti nacházejí své největší uplatnění v konstrukci nízkoenergetických staveb.

-

Jejich nevýhodou je opět vysoká pořizovací cena.


Lepené I – nosníky se používají pro výrobu stropních konstrukcí o velkém rozpětí, pro střešní konstrukce jako jednotlivé krokve. Dále pro výrobu konstrukcí podlah a konstrukcí dělících příček.

-

V neposlední řadě mohou být I – nosníky součástí bednících podpůrných systémů při zhotovování betonových konstrukcí.

41

5.

POROVNÁNÍ CEN A VYBRANÝCH VLASTNOSTÍ VRSTVENÝCH MATERIÁLŮ

5.1.

POROVNÁNÍ CEN OCELI A VRSTVENÝCH MATERIÁLŮ

Ceny popisovaných materiálů jsou stanoveny podle ceníků výrobců a distributorů bez DPH. Pro zaručení objektivnosti jsou dané ceny vztaženy k 1 m3 výrobku. Jelikož jsou některé z uvedených materiálů určeny převážně pro Americký trh, budou peněžní částky převedeny na české koruny dle aktuálního měnového kurzu ke dni 27. 4. 2012. U všech těchto cen však nejsou započítány ostatní náklady, mezi které patří zejména náklady na dopravu.

5.1.1. Cena SVD Fermacell Cena tohoto materiálu je stanovena podle ceníku samotné společnosti Fermacell (http://www.fermacell.cz). Uvedené ceny jsou platné od 1. 2. 2012. Cena desky s označením: •

FC10 o rozměrech 1 500 x 1 000 x 10 mm činí 15 000 Kč/m3

•

FC12,5 o rozměrech 1 500 x 1 000 x 12,5 mm činí 19 300 Kč/m3

•


•


•

FC POWERPANEL H2O o rozměrech 1 250 x 2 000 x 12,5 mm činí 53 000 Kč/m3

5.1.2. Cena OSB desky Cena OSB desky je stanovena podle českého dodavatele stavebních materiálů DEKTRADE a.s. (http://dektrade.cz). Uvedené ceny platí pro třídu OSB 3 – desky pro použití ve vlhkém prostředí. Uvedené ceny jsou platné od 20. 4. 2011. Cena desky s označením: •

OSB SUPEFINISH ECO o rozměrech 2 500 x 1 250 x 8 mm je 13 250 Kč/m3

•


•

OSB SUPEFINISH ECO o rozměrech 2 500 x 1 250 x 12 mm je 12 330 Kč/m3 42

•


•


•


•


5.1.3. Cena překližky Ceny

překližek

jsou

stanoveny

podle

českého

prodejce

DŘEVOTYP

(http://www.drevotyp.cz). Uvedené ceny platí od 9. 1. 2012. Cena truhlářské překližky: •

BUK – smrkové jádro o rozměrech 2 500 x 1 250 x 8 mm je 28 500 Kč/m3

•


•


•

BOROVICE o rozměrech 2 440 x 1 220 x 8 mm je 34 750 Kč/m3

•

MERANTI o rozměrech 2 440 x 1 220 x 8 mm je 23 000 Kč/m3

Cena truhlářské překližky dýhované: •

dýha DUB o rozměrech 2 440 x 1 220 x 4 mm je 74 000 Kč/m3

•

dýha BUK o rozměrech 2 440 x 1 220 x 5 mm je 82 000 Kč/m3

Cena překližky vodovzdorné – oboustranně foliované: •

TOPOL hladká o rozměrech 2 500 x 1 250 x 12 mm je 17 420 Kč/m3

•

TOPOL hladká o rozměrech 2 500 x 1 250 x 15 mm je 16 000 Kč/m3

•

BUK protiskluzová o rozměrech 2 500 x 1 250 x 12 mm je 25 420 Kč/m3

•

BUK protiskluzová o rozměrech 2 500 x 1 250 x 15 mm je 23 200 Kč/m3

43

5.1.4. Cena Microllamu 2.0E Cena tohoto materiálu je stanovena podle amerického prodejce NARANGBA TIMBERS (http://www.narangbatimbers.com). Uvedené peněžní částky jsou přepočítány dle aktuálního měnového kurzu. Cena LVL Laminated Veneer Lumber bez DPH o rozměrech: •

délka – 305, průřez – 356 x 45 mm je 118 Kč (6,30 $) =˃ 24 275 Kč/m3

5.1.5. Cena Parallamu 2.0E Cena Parallamu je stanovena podle anglického prodejce COPPS BUILDALL (http://www.coppsbuildall.com). Uvedené peněžní částky jsou přepočítány dle aktuálního měnového kurzu. Cena PSL Parallel Strand Lumber o rozměrech: •


5.1.6. Cena Intrallamu 1.55E Cena Intrallamu je stanovena podle anglického prodejce COPPS BUILDALL (http://www.coppsbuildall.com). Uvedené peněžní částky jsou přepočítány dle aktuálního měnového kurzu. Cena LSL Lanimet Strand Lumber o rozměrech: •


5.1.7. Cena lepených I - nosníků Ceny lepených I – nosníků STEICO WALL jsou uvedeny podle českého prodejce M.T.A. Praha (http://www.mta.cz). U tohoto materiálu však není možné stanovit cenu za 1 m3, proto jsou dané peněžní částky uvedeny za 1 bm v délkách dle požadavku zákazníka. Ceny lepených I – nosníků s označením: •

SW 45 o rozměrech pásnic 39 x 45 a výšce 240 mm je 124 Kč

•


•


44

5.1.8. Cena ocelových I - nosníků Ceny ocelových I – nosníků jsou stanoveny podle českého prodejce KONDOR s.r.o. (http://www.kondor.cz). U tohoto materiálu však není možné stanovit cenu za 1 m3, proto jsou dané peněžní částky uvedeny za 1 bm v délkách dle požadavku zákazníka. Ceny ocelových I – nosníků s označením: •

I 80 o celkové výšce 80 mm a šířce pásnic 42 mm je 117,92 Kč/m

•


•


•


5.1.9. Cena ocelových U – nosníků Ceny ocelových U – nosníků jsou stanoveny podle českého prodejce KONDOR s.r.o. (http://www.kondor.cz). U tohoto materiálu však není možné stanovit cenu za 1 m3, proto jsou dané peněžní částky uvedeny za 1 bm v délkách dle požadavku zákazníka. Ceny ocelových U – nosníků s označením: •

U 50 o celkové výšce 50 mm a šířce pásnic 38 mm je 110,00 Kč/m

•


•


45

5.2.

POROVNÁNÍ VYBRANÝCH VLASTNOSTÍ OCELI A VRSTVENÝCH MATERIÁLŮ

5.2.1. Vlastnosti vybraných vrstvených materiálů na bázi dřeva a oceli pro nosné konstrukční prvky dřevostaveb

Tab. 14: Mechanické vlastnosti vrstvených materiálů na bázi dřeva

Parallam 2.2E

Intrallam 1.5E

Microllam 2.1E

14

20

20

12,5

ǁ

8

16

-

12

⊥

0,3

-

-

1,5

ǁ

16

18

20

13

⊥

4,3

-

5,17

6

ǁ

-

-

1,6

1,8

⊥

1,7

-

2

4

Smrkové konstrukční dřevo

ǁ

Směr k vláknům

Způsob namáhání

Vlastnosti materiálů

Charakteristické hodnoty pevností Pevnost v ohybu [N/mm2] Pevnost v tahu [N/mm2] Pevnost v tlaku [N/mm2] Pevnost ve smyku [N/mm2]

46

Ocel

14 500

15 170

10 500

210 000

Modul pružnosti ve smyku [N/mm2]

440

-

948

2 100

81 000

Hustota [kg/m3]

290

670

721

600 - 700

7 850

4 800

24 275

30 842

21 555

117 – 893*

Parallam 2.2E

7 000

Způsob namáhání

Smrkové konstrukční dřevo

Intrallam 1.5E

Microllam 2.1E

Tab. 15: Mechanické vlastnosti vrstvených materiálů na bázi dřeva a oceli

Moduly pružnosti, hustota, cena Modul pružnosti s vlákny ǁ [N/mm2]

Cena bez DPH [Kč/m3]

Charakteristické hodnoty pevností smrkového konstrukčního dřeva jsou podle ČSN EN 338 Konstrukční dřevo – Třídy pevnosti. Uvedené hodnoty platí pro konstrukční smrkové dřevo třídy C14. Cena smrkového konstrukčního dřeva: http://www.rezivo-drevo.cz Charakteristické hodnoty pevností oceli jsou podle ČSN 73 1401 (EC3). *Cena oceli je stanovena za 1 m, nikoli za 1 m3.

47

5.2.2. Vlastnosti vybraných materiálů na bázi dřeva pro opláštění dřevostaveb

Překližka PLOMA TECH

Součinitel tepelné vodivosti λ [W/mK] Faktor difúzního odporu µ [-] Cena bez DPH [Kč/m3]

OSB deska

Tepelně technické vlastnosti

SVD Fermacell

Tab. 16: Tepelně technické vlastnosti vrstvených materiálů na bázi dřeva

0,32

0,091 - 0,1

0,14 – 0,19

13

100 - 183

204 - 228

15 000 – 29 000

12 200 – 13 250

27 000 – 28 500

48

6.

METODIKA ODBĚRU A ZKOUŠEK VZORKŮ Materiály, které byly vybrány pro tuto praktickou část bakalářské práce, jsou

sádrovláknitá deska Fermacell a OSB deska. Sádrovláknitá deska Fermacell se díky svým pevnostním a zejména fyzikálním vlastnostem používá u difúzně otevřené konstrukce obvodových stěn rámových dřevostaveb. Naopak OSB deska je v závislosti vysokého faktoru difúzního odporu využívána jako parobrzda u difúzně uzavřené konstrukce obvodových stěn. Důvodem jejich výběru byla snaha porovnat tyto dva materiály mezi sebou z hlediska jejich vlhkosti, hustoty, modulu pružnosti v ohybu a pevnosti v ohybu. Jelikož u sádrovláknité

desky

Fermacell

nezáleží

na

směru

působení

zatížení

z důvodů

neuspořádanosti papírových vláken v jednotlivých vrstvách desky, byly mezi sebou porovnávány pevnostní vlastnosti SVD Fermacell a OSB desky ve směru působení zatěžovací síly pouze rovnoběžně s dřevními vlákny. Odběr vzorků pro měření vlhkosti, hustoty, modulu pružnosti v ohybu a pevnosti v ohybu (ČSN EN 326-1) a stanovení modulu pružnosti v ohybu a pevnosti v ohybu (ČSN EN 310) byly stanoveny podle stejných norem, tedy pro desky ze dřeva, jelikož se nepodařilo dohledat potřebné normy pro sádrovláknité desky.

6.1.

ODBĚR VZORKŮ A MĚŘENÍ JEJICH FYZIKÁLNÍCH VLASTNOSTÍ

6.1.1. Zjišťování vlhkosti dle ČSN EN 322

1. Podstata zkoušky Podstata této zkoušky spočívá ve zjištění ztráty hmotnosti zkušebního tělesa vážením mezi jeho stavem v době odběru vzorků a po vysušení na konstantní hmotnost při teplotě 103 ± 2 °C. Dle tabulky 1 v normě ČSN EN 326-1 je ke zkoušce potřeba čtyř zkušebních těles. Pro tuto bakalářskou práci však bylo použito tělísek 16.

2. Pomůcky a zařízení •

Váhy – s dovolenou chybou vážení 0,01g

•

Sušárna – větraná sušárna umožňující udržovat teplotu 103 ± 2 °C

49

•

Exikátor – se silikagelem, umožňující udržovat vzduch ve stavu co nebližším absolutně suchému vzduchu

3. Pracovní postup Zkušební těleso se ve stavu, v jakém bylo odebráno, zváží s dovolenou chybou 0,01 g. Toto první zvážení se provede bezprostředně po odběru vzorků. Po zjištění počáteční hmotnosti nastává operace sušení, kdy se vzorky uloží do sušárny při teplotě 103 ± 2 °C, dokud nedosáhnou konstantní hmotnosti. To znamená, že výsledky dvou posledních měření v intervalu 6 hodin se od sebe vzájemně neliší o více než 0,1 % hmotnosti zkušebního tělesa. Po ochlazení na teplotu místnosti se zkušební tělíska zváží s dovolenou chybou 0,01 g tak rychle, aby se zabránilo zvýšení vlhkosti o více než 0,1 %.

4. Vlhkost zkušebního tělesa se vyhodnotí dle vztahu:

=

kde:

−

∙ 100 [%]

- hmotnost zkušebního tělesa při prvním zvážení po odběru vzorků v g - hmotnost zkušebního tělesa při posledním zvážení po vysušení v g

Vlhkost desky je následně aritmetickým průměrem vlhkostí všech zkušebních těles této desky vyjádřený v 0,1 %.

6.1.2. Zjišťování hustoty dle ČSN EN 323

1. Podstata zkoušky Podstata této zkoušky spočívá ve zjištění hustoty jako poměru hmotnosti zkušebního tělesa k jeho objemu, přičemž obě měření se vykonávají při stejné vlhkosti. Tyto výsledky se používají na stanovení hustoty celé desky. Dle tabulky 1 v normě ČSN EN 326-1 je ke zkoušce potřeba šesti zkušebních těles. Pro tuto bakalářskou práci však bylo použito tělísek 16.

50


Přístroj na měření tloušťky – mikrometr nebo podobný měřící přístroj s plochými a rovnoběžnými kruhovými měřícími plochami s průměrem 16 ± 1 mm a měřící silou 4 ± 1 N, dělení stupnice měřícího přístroje musí umožnit odečítání s přesností na 0,01 mm

•

Přístroj na měření délky a šířky – posuvné měřítko nebo jiný vhodný měřící přístroj s měřícími plochami nejméně 5 mm širokými a s dělením jednotek měření, které umožňují odečítání s přesností na 0,1 mm

•

Váhy – které umožní zjištění hmotnosti zkušebního tělesa s přesností na 0,01 g

3. Pracovní postup Každé zkušební těleso se zváží s přesností na 0,01 g. Dále se změří rozměry zkušebních těles s přesností na 0,05 mm (viz obr. 16). -

Tloušťka t se měří v bodě průsečíků úhlopříček s přesností na 0,05 mm (pokud se v místě průsečíků nenachází nepravidelnost povrchu, která by mohla ovlivnit měření).

-

Délka b1 a šířka b2 se měří ve dvou bodech rovnoběžně s hranami zkušebního tělíska nad průsečíkem úhlopříček s přesností na 0,1 mm.

Obr. 16: Schéma znázorňující místa měření

4. Hustota zkušebního tělesa se vyhodnotí dle vztahu:

=

kde:

∙

∙

∙ 10 [

⁄

]

- hmotnost zkušebního tělesa v g - tloušťka zkušebního tělesa v mm ,

- rozměry zkušebního tělesa v mm

51

Hustota desky se vypočte jako aritmetický průměr hustoty všech těles, odebraných ze stejné desky.

6.1.3. Stanovení rozměrů a odběr zkušebních těles dle ČSN EN 322 Pro měření hustoty a vlhkosti se odběr vzorků stejně jako nařezání zkušebních těles provádí podle ČSN EN 326-1. Tělíska pro stanovení vlhkosti musí mít stejnou tloušťku jako je tloušťka desky, minimální hmotnost 20 g a musí být očištěné od třísek a pilin. Pro stanovení vlhkosti a hustoty byla použita totožná zkušební tělíska o rozměrech 50 x 50 x 12,5 mm (pro SVD Fermacell); 50 x 50 x 12 mm (pro OSB desku).

Obr. 17: Zkušební vzorek z OSB desky

6.2.

Obr. 18: Zkušební vzorek ze SVD desky Fermacell

ODBĚR VZORKŮ A MĚŘENÍ JEJICH MECHANICKÝCH VLASTNOSTÍ

6.2.1. Stanovení modulu pružnosti v ohybu a pevnosti v ohybu dle ČSN EN 310 Modul pružnosti v ohybu a pevnost v ohybu byly stanoveny

na

zkušebním

trhacím

stroji

ZDM

5/51

v prostorách zkušebny ústavu nauky o dřevě, lesnické a dřevařské fakulty. Stroj je při zkoušce ovládán výhradně prostřednictvím programu M-TEST na připojeném PC (start zkoušky, záznam a vyhodnocení veličin, ukončení zkoušky).

Obr. 19: Zkušební stroj ZDM 5/51

52

1. Podstata zkoušky Modul pružnosti a pevnost v ohybu se stanoví zatížením zkušebního tělesa v jeho středu, uloženého na dvou podpěrách. Modul pružnosti se vypočítá z lineární části zatěžovací křivky. Vypočtená hodnota je zdánlivý, ne skutečný modul, protože zkušební metoda zahrnuje kromě ohybu také smyk. Ohybová pevnost každého zkušebního tělesa se vypočítá stanovením poměru ohybového momentu M při maximálním zatížení Fmax k momentu jeho celého průřezu. Dle tabulky 1 v normě ČSN EN 326-1 je ke zkoušce potřeba šesti zkušebních těles. Pro tuto bakalářskou práci však bylo použito tělísek 16.


Trhací stroj – vhodné výkonnosti, který umožňuje plynulé zatěžování a měření síly, přičemž nepřesnost měření zatížení nesmí přesáhnout 1 %

•

Podpěry – dvě rovnoběžné, válcové podpěry o průměru 15 ± 0,5 mm, s možností volného otáčení kolem své osy

•

Zatěžovací válcová hlava – stejné délky a průměru 30 ± 0,5 mm, která musí být umístěna rovnoběžně s podpěrami a zároveň v jejich středu

•

Ručičkový indikátor – na měření průhybu s přesností na 0,1 mm

•

Zatěžovací měřící systém – pro měření zatížení zkušebního tělesa s přesností na 1 % z naměřené hodnoty

3. Postup zkoušky Měří se šířka a tloušťka každého zkušebního tělesa podle EN 325 a následujících bodů: -

tloušťka v průsečíku úhlopříček

-

šířka v polovině délky Vzdálenost mezi středy podpěr se nastaví s přesností na 1 mm dvacetinásobku

jmenovité tloušťky desky, ale nejméně 100 mm a nejvíce 1000 mm. Změří se vzdálenost mezi středy podpěr a zaokrouhlí se na 0,5 mm. Zkušební tělesa se položí na plocho na podpěry, podélnou osou v pravém úhlu k těmto podpěrám, se středem pod zatěžovací hlavou (podle schématu na obr. 20). 53

Zatížení se provádí při konstantní rychlosti posuvu v průběhu zkoušky. Rychlost zatěžování se upraví tak, aby maximální zatížení bylo dosaženo do 60 ± 30 s. Změří se průběh uprostřed zkušebního tělesa s přesností na 0,1 mm. Tato hodnota se zakreslí do grafu s odpovídajícím zatížením naměřeným s přesností na 1 % z naměřené hodnoty. Je-li průhyb stanoven rostoucím odečtem, použije se minimálně 6 párů hodnot. Zaznamená se maximální zatížení s přesností na 1 % z naměřené hodnoty. Zkoušky se provedou na dvou skupinách zkušebních těles v obou směrech desky, tj. v podélném a příčném směru. V každé skupině se vyzkouší polovina zkušebních těles lícovou stranou nahoru a polovina rubovou stranou nahoru.

Obr. 20: Schéma uspořádání ohybové zkoušky

4. Modul pružnosti v ohybu Em se vyhodnotí dle vztahu: = kde:

∙( − ) 4 ∙ ∙ ∙ ( −

)

[!⁄

]

– vzdálenost mezi středy podpěr v mm b – šířka zkušebního tělesa v mm t – tloušťka zkušebního tělesa v mm F2 – F1 – přírůstek zatížení v přímkové části grafu zatěžovací křivky v N. F1 musí být přibližně 10 % a F2 přibližně 40 % z maximálního zatížení a2 – a1 – přírůstek průhybu zkušebního tělesa ve středu vzdálenosti podpěr (v působiště zatížení), odpovídající přírůstku zatížení (F2 – F1) v mm

54

5. Pevnost v ohybu fm se vyhodnotí dle vztahu: " =

3∙ 2∙

%$∙

∙

[!⁄

]

kde: Fmax – zatížení zkušebního tělesa (v době porušení) v N

6.2.2. Stanovení rozměrů a odběr zkušebních těles dle ČSN EN 326-1 Pro měření modulu pružnosti v ohybu a pevnosti v ohybu se odběr vzorků a příprava zkušebních těles provádí podle ČSN EN 326-1. Zkušební tělesa musí být pravoúhlá, s následujícími rozměry: -

Šířka b musí být 50 ± 1 mm.

-

Délka l2 (viz obr. 20) musí být dvacetinásobkem jmenovité tloušťky, plus 50 mm, s největší délkou 1 050 mm a minimální délkou 150 mm.

Pro měření modulu pružnosti v ohybu a pevnosti v ohybu byla použita totožná zkušební tělíska o rozměrech 300 x 50 x 12,5 mm (pro SVD Fermacell); 290 x 50 x 12 mm (pro OSB desku).

Obr. 21: Zkušební vzorek z OSB desky

55

7.

VYHODNOCENÍ VÝSLEDKŮ

7.1.

VÝSLEDKY PROVEDENÝCH ZKOUŠEK A MĚŘENÍ Parametry prostředí: -

teplota: 20 °C

-

vzdušná vlhkost: 65 %

7.1.1. Naměřené hodnoty vlhkosti zkušebních těles dle ČSN EN 322 Pro stanovení vlhkosti zkušebních těles bylo oproti čtyřem, jak udává norma ČSN EN 326-1, použito šestnáct vzorků. Z naměřených hodnot byly podle vzorce pro výpočet vlhkosti určeny hodnoty všech zkoušených tělísek. Výsledná hodnota vlhkosti se stanovila jako aritmetický průměr všech šestnácti zkušebních těles stejného konstrukčního řešení.

Tab. 17: Vlhkost SVD

č. vzorku 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 X̅

Tab. 18: Vlhkost OSB

č. vzorku 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 X̅

w [%] 18,671 18,664 18,722 18,592 18,656 18,695 18,618 18,705 18,544 18,529 18,572 18,479 18,484 18,642 18,486 15,593 18,416

w [%] 6,662 6,105 6,047 6,067 6,145 6,180 6,006 6,041 6,113 5,964 6,127 5,802 6,021 6,521 6,086 6,070 6,122

7.1.2. Naměřené hodnoty hustoty zkušebních těles dle ČSN EN 323 Pro stanovení hustoty zkušebních těles bylo oproti šesti, jak udává norma ČSN EN 326-1, použito šestnáct vzorků. U všech těles se naměřily jejich rozměry a pomocí váhy byla 56

následně zjištěna jejich hmotnost. Ze získaných hodnot se podle vzorce pro výpočet hustoty určily hodnoty všech zkoušených tělísek. Výsledná hodnota hustoty byla stanovena jako aritmetický průměr všech šestnácti zkušebních těles stejného konstrukčního řešení.

Tab. 19: Hustota SVD

č. vzorku 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 X̅

Tab. 20: Hustota OSB

ρ [kg/m3] 1184,048 1174,517 1193,374 1188,648 1173,626 1173,055 1202,410 1183,703 1197,991 1190,333 1192,836 1190,544 1194,898 1184,200 1195,180 1183,599 1187,685

č. vzorku 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 X̅

ρ [kg/m3] 617,433 635,567 595,133 623,533 660,433 648,333 654,267 599,700 597,133 632,533 634,533 627,933 593,367 660,500 621,667 607,500 625,598

7.1.3. Naměřené hodnoty modulu pružnosti v ohybu a pevnosti v ohybu dle ČSN EN 310 Pro stanovení hodnoty modulu pružnosti v ohybu a pevnosti v ohybu zkušebních těles bylo oproti šesti, jak udává norma ČSN EN 326-1, použito šestnáct vzorků, které byly podle ČSN EN 310 podrobeny mechanické zkoušce na trhacím stroji ZDM 5/51 (průběh viz obr. 22). U každého tělesa se prostřednictvím programu M-TEST na připojeném počítači zaznamenaly hodnoty působící síly v každém bodě urazené dráhy při zatížení zkoušeného vzorku. Posléze se na základě těchto dvou veličin zjistila maximální velikost působící síly a vypočetla hodnota modulu pružnosti v ohybu a pevnosti v ohybu dle ČSN EN 310.

57

Obr. 22: Průběh pevnostní zkoušky

1. Naměřené hodnoty SVD Fermacell V tabulce č. 21 jsou uvedeny vypočtené hodnoty modulu pružnosti v ohybu a pevnosti v ohybu a také přepočtené hodnoty na 12 % vlhkost u sádrovláknité desky Fermacell.

Tab. 21: Vypočtené hodnoty modulu pružnosti v ohybu a pevnosti v ohybu u SVD Fermacell

X̅ S v [%] X̃ max min

MOE [N/mm2] 3995,994 609,526 15,253 4201,245 4529,140 2435,130

MOR [N/mm2] 6,564 0,547 8,326 6,340 7,500 5,740

MOE 12% [N/mm2] 4278,263 651,409 15,226 4497,260 4842,930 2608,990

MOR 12% [N/mm2] 8,083 0,657 8,356 7,780 7,080 9,250

Z krabicového grafu č. 1 je možné vysledovat hodnotu mediánu, která je 4201,245 N/mm2. Tato hodnota se vcelku minimálně liší od aritmetického průměru, který ovšem ovlivňují vyskytující se odlehlé hodnoty. Nicméně je možné konstatovat, že zkušební tělesa měla velmi podobné hodnoty modulu pružnosti v ohybu, což svědčí o stálosti pevnostních vlastností a kvalitě výroby výrobních linek sádrovláknitých desek Fermacell.

58

Graf. 1: Krabicový graf modulu pružnosti v ohybu u SVD Fermacell

Z krabicového grafu č. 2 je možné vysledovat hodnotu mediánu, která je 6,340 N/mm2. Tato hodnota se od aritmetického průměru liší pouze o 0,224 N/mm2, což je ještě nižší hodnota než jaká byla v předchozím případě. Nicméně je možné konstatovat, že zkušební tělesa měla velmi podobné hodnoty pevnosti v ohybu, což svědčí o stálosti pevnostních vlastností a kvalitě výroby výrobních linek sádrovláknitých desek Fermacell. Graf. 2: Krabicový graf pevnosti v ohybu u SVD Fermacell

59

2. Naměřené hodnoty OSB desky V tabulce č. 22 jsou uvedeny vypočtené hodnoty modulu pružnosti v ohybu a pevnosti v ohybu a také přepočtené hodnoty na 12 % vlhkost u OSB desky.

Tab. 22: Naměřené hodnoty modulu pružnosti v ohybu a pevnosti v ohybu u OSB desky

MOE [N/mm2] 1821,299 127,561 7,004 1815,350 1992,600 1592,220

X̅ S v [%] X̃ max min

MOR [N/mm2] 14,343 2,125 14,815 14,125 19,050 11,220

MOE 12% [N/mm2] 1720,168 120,206 6,988 1713,810 1881,350 1503,580

MOR 12% [N/mm2] 11,391 1,696 14890 11,220 9,130 15,080

Z krabicového grafu č. 3 je možné vysledovat hodnotu mediánu, která je 1815,350 2

N/mm . Tato hodnota se jen nepatrně liší od aritmetického průměru, který ovšem ovlivňují odlehlé hodnoty. Nicméně je možné konstatovat, že zkušební tělesa měla velmi podobné hodnoty modulu pružnosti v ohybu, což svědčí o stálosti pevnostních vlastností a kvalitě výroby výrobních linek OSB desek. Graf. 3: Krabicový graf modulu pružnosti v ohybu u OSB desky

60

Z krabicového grafu č. 4 je možné vysledovat hodnotu mediánu, která je 14,125 N/mm2. Tato hodnota se od aritmetického průměru liší pouze o 0,218 N/mm2, což je ještě nižší hodnota než, jak tomu bylo v předchozím případě. Nicméně je možné konstatovat, že zkušební tělesa měla velmi podobné hodnoty pevnosti v ohybu, což svědčí o stálosti pevnostních vlastností a kvalitě výroby výrobních linek OSB desek. Graf. 4: Krabicový graf pevnosti v ohybu u OSB desky

Z grafu č. 5 je patrné, že pro dosažení meze úměrnosti a meze pevnosti v ohybu u OSB desky bylo zapotřebí mnohem větší síly než u sádrovláknité desky Fermacell. V porovnání je rozdíl mezi těmito hodnotami 7,785 N/mm2.

61

Graf. 5: Porovnání mediánových křivek v ohybu

Porovnání mediánových křivek v ohybu 350,00 300,00

Síla F [N]

250,00 200,00 SVD

150,00

OSB 100,00 50,00 0,00 0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

Prohnutí s [mm]

Na obrázku č. 24 je vidět poškození OSB desky po zkoušce vybraných mechanických vlastností. Po překonání meze úměrnosti a meze pevnosti došlo k prasknutí zkušebního vzorku, který se však po následném zastavení dané zkoušky nemohl zcela zlomit.

Obr. 24: Výsledné poškození zkušebního tělesa OSB desky

62

8.

DISKUSE Sádrovláknité desky Fermacel, OSB desky, překližky, Microllam LVL, Parallam

PSL, Intrallam LSL a lepené I – nosníky jsou v dnešní době hledání nových konstrukčních systémů rámových dřevostaveb důležitou součástí mnoha objektů sloužících průmyslovým i občanským účelům. Důvodem jejich obliby a rozšířenosti jsou zajisté jejich dobré vlastnosti, které se v posledním desetiletí vlivem rostoucího stavebního ruchu neustále zdokonalují. První část této práce se věnuje jejich popisu, technologii výroby, vlastnostem a možnostem využití. Z tabulky č. 14 vyplývá, že pevnostní vlastnosti vrstvených materiálů na bázi dřeva vykazují v porovnání se smrkovým konstrukčním řezivem vyšší hodnoty. To je způsobeno především eliminací vad rostlého dřeva, které tak nemají možnost výrazněji se projevit a ovlivnit výsledné vlastnosti konečného výrobku. Díky tomuto důvodu se vrstvené materiály na bázi dřeva dostávají do popředí, ale jejich vyššímu využití při konstrukci dřevostaveb, v porovnání např. se smrkovým konstrukčním řezivem, brání především jejich vysoká pořizovací cena. Tyto materiály byly, ale také v tabulce č. 15 porovnány s moduly pružnosti v ohybu, ve smyku a s hustotou ocelových nosníků, kde patřičně zaostávají. Nicméně jejich výhodou je, že na rozdíl od oceli špatně vedou teplo, což ovlivňuje celkovou pohodu bydlení ve zděných, popř. betonových stavbách a dřevostavbách. Z hlediska tepelně technických vlastností byly v tabulce č. 16 mezi sebou porovnány velkoplošné materiály – SVD Fermacell, OSB deska a překližka PLOMA TECH. Na základě uvedených hodnot je patrné, že z hlediska ceny je OSB deska nejpřijatelnějším materiálem. Nicméně, na základě faktoru difúzního odporu je potřeba rozlišovat, který materiál je vhodný pro difúzně otevřenou nebo difúzně uzavřenou konstrukci rámových dřevostaveb. V našem případě je pro difúzně otevřenou konstrukci potřeba jednoznačně použít SVD Fermacell, jelikož umožňuje prostup vlhkosti z míst o vyšší koncentraci do míst s koncentrací nižší, na rozdíl od OSB desky nebo překližky, které v konstrukcích slouží jako parobrzda. Praktická část této práce je zaměřena z hlediska fyzikálních vlastností na zjištění vlhkosti a hustoty zkušebních těles SVD Fermacell a OSB desky, z hlediska mechanických vlastností na zjištění modulu pružnosti v ohybu a pevnosti v ohybu SVD Fermacell a OSB desky. Veškeré zkoušení bylo prováděno dle příslušných norem (ČSN EN 322 pro zjišťování vlhkosti, ČSN EN 323 pro zjišťování hustoty, ČSN EN 310 pro stanovení modulu pružnosti v ohybu a pevnosti v ohybu, ČSN EN 326-1 pro odběr vzorků) pro desky ze dřeva, jelikož se 63

nepodařilo dohledat potřebné normy pro sádrovláknité desky. Měření probíhalo v prostorách zkušebny ústavu nauky o dřevě, lesnické a dřevařské fakulty, kdy parametry prostředí vykazovaly hodnoty: teplota 20 °C a vzdušná vlhkost 65 %. Z tabulek č. 17 a 19, 18 a 20 je patrné, že s rostoucí objemovou hmotností vzorků roste jejich vlhkost. Vyšší hodnota vlhkosti a hustoty u sádrovláknité desky Fermacell je způsobena přítomností sádry, která je hydroskopickým materiálem přijímajícím vlhkost na rozdíl od OSB desky, která se vyznačuje odolností vůči působení vlhkosti v závislosti na obsahu syntetických pryskyřic. V následující části byly vyhodnoceny pevnostní vlastnosti a jelikož u sádrovláknité desky Fermacell nezáleží na směru působení zatížení z důvodů neuspořádanosti papírových vláken v jednotlivých vrstvách desky, byly mezi sebou porovnávány pevnostní vlastnosti SVD Fermacell a OSB desky ve směru působení zatěžovací síly pouze rovnoběžně s dřevními vlákny. Z tabulek č. 21, 22 a grafu č. 5 je patrné, že pro dosažení meze úměrnosti a meze pevnosti v ohybu u OSB desky bylo zapotřebí mnohem větší síly než u sádrovláknité desky Fermacell. V porovnání je rozdíl mezi těmito hodnotami 7,785 N/mm2. Při porovnání všech zjišťovaných vlastností s hodnotami tabelovanými je zřejmé, že měření bylo úspěšné: -

Naměřená objemová hmotnost SVD Fermacell je 1187,685 kg/m3 a tabelovaná hodnota je 1150 ± 50 kg/m3 (zdroj: http://www.fermacell.cz/)

-

Naměřená objemová hmotnost OSB desky je 625,598 kg/m3 a tabelovaná hodnota je 600 - 640 kg/m3 (zdroj: Z-9.1-566, Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung: EUROSTRAND OSB TOP 4, 2008).

-

Naměřený modul pružnosti v ohybu SVD Fermacell je 3995,994 N/mm2 a tabelovaná hodnota je 380 N/mm2 (zdroj: Z-9.1-434, Deutsches Institut für Bautechnik: sádrovláknité desky Fermacell, 2008).

-

Naměřená pevnost v ohybu je SVD Fermacell 6,564 N/mm2 a tabelovaná hodnota je 4,2 N/mm2 (zdroj: Z-9.1-434, Deutsches Institut für Bautechnik: sádrovláknité desky Fermacell, 2008).

-

Naměřený modul pružnosti v ohybu rovnoběžně s vlákny OSB desky je 1821,299 N/mm2 a tabelovaná hodnota je 7 000 N/mm2 (zdroj: Z-9.1-566, Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung: EUROSTRAND OSB TOP 4, 2008).

64

-

Naměřená pevnost v ohybu rovnoběžně s vlákny OSB desky je 14,343 N/mm2 a tabelovaná hodnota je 15 N/mm2 (zdroj: Z-9.1-566, Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung: EUROSTRAND OSB TOP 4, 2008).

65

9.

ZÁVĚR V dnešní době vedle výstavby z klasických materiálů vzrůstá rovněž zájem o

výstavbu ze dřeva a z materiálů vyrobených na jeho bázi. Dřevo je materiál, který cítíme, můžeme jej vnímat a dotýkat se ho. Vrací nám pocit domova, tepla a lehkosti. Tento trend je proto podmíněn značnou spotřebou dřevní suroviny a následně poptávkou po cenově dostupných a kvalitních materiálech. Nové postupy zpracování dřevní suroviny vedly k vývoji a vzniku vrstvených materiálů na bázi dřeva a to tak, aby splňovaly náročné požadavky na materiály používané k výstavbě dřevostaveb. Na základě této práce lze konstatovat, že výhody použití vrstvených materiálů plynou z poměru jejich hmotnosti k pevnostním vlastnostem. Mezi nevýhody patří především jejich vysoká pořizovací cena, která se odvíjí od složité technologie výroby. Mezi přednosti vrstvených materiálů na bázi dřeva ve formě hranolů jako je například Microllam, Parallam a Intrallam patří schopnost překlenutí rozpon značných délek. Další důležitou výhodou těchto materiálů je vhodnost jejich použití pro části dřevěných konstrukcí a dřevostaveb, které jsou vystaveny značnému zatížení, a kde by použití jiných materiálů, například betonu nebo oceli, ať už z výrobních nebo estetických důvodů nebylo možné. Vrstvené materiály na bázi dřeva se tedy využívají pro zhotovení střešních konstrukcí, podpěrných sloupů a různých typů nosníků. Na druhou stranu je však z důvodu cenové náročnosti méně vhodné tyto materiály použít pro výrobu stojek rámů rámových dřevostaveb. Vrstvené materiály ve formě plošných desek, kde k příkladu patří překližky, OSB desky a sádrovláknité desky Fermacell je lze na základě jejich vlastností rovněž použít při výrobě dřevěných konstrukcí a rámových dřevostaveb. Na základě jejich tepelně technických vlastností a rozměrů je možné tyto materiály použít při výrobě obvodových stěn, stropů a bednění střech dřevostaveb. Mezi výhody plošně vrstvených materiálů patří především vysoké pevnostní vlastnosti, díky kterým je zajištěna statická stabilita jednotlivých nosných stěn. Nevýhodou je však jejich vysoká pořizovací cena, i když ve srovnání s vrstvenými materiály na bázi dřeva ve formě hranolů je podstatně nižší. V současné době, kdy se neustále vyvíjejí nové a nové materiály na bázi dřeva a ty současné se zdokonalují, je potřeba při výběru materiálů pro realizaci dřevostaveb zohlednit nejen použitelnost a cenu, ale především vlastnosti, které ovlivňují výslednou funkčnost vzniklé stavby.

66

10.

SUMMARY This bachelor thesis concerns with the possibilities of application of plywood

materials on wooden constructional elemnts. Therefore its aim was to create some kind of survey of utilization of gypsum fiber board Fermacell and of layer materials based on wood. In order to create such survey the particular selcted materials had to be described. From this reason the first part of this thesis theoretically describes the particular production technologies of selected materials and their physical and mechnical properties. As this is the question of products determined for setting up of wood structures and frame wood constructions the factor of diffusion resistance, thermal conductivity coefficient as well as moisture content of material at certain conditions are mentioned in the first place of physical properties. Within the framework of mechanical properties the strenght properties in the particular direction of load and the modulus of elasticity of particular products are mentioned in the first place. The second part of this thesis is concentrated on the analysis of utilization of described materials consisted of utilization for static frame jacketing of circumferential wall and for the other part of constructions. At bearing materials their utilization for frame column of circumferential wall and other bearing part sof construstions was evaluated. Except for the analysis of utilization the set materials were also compared from the point of view of the physical and strenght properties and purchase price. The practical part of this bachelor thesis is concentrated on the comparison of gypsum fiber board Fermacell and OSB board from the point of view of selected physical and mechanical properties. The calculation of density and moisture of those two products belong to the physical properties. Determination of modulud of elasticity and flexural strenght belongs to mechanical properties. In order to make this test the samples of required dimensions had to be taken from the large parts according to the stated standards and to the milling diagram. According to the determination of measurement results in the end of this thesis the gypsum fiber board Fermacell and OSB board were compared. The calculated values are henceforth compared with the tabulating values. Thanks to it it is evident if the realized measurement was successful or not.

67

11.

LITERATURA Použitá literatura:

HRÁZSKÝ, Jaroslav; KRÁL, Pavel. Kompozitní materiály na bázi dřeva Část I.: Aglomerované materiály. Brno: MZLU v Brně, 2007. 253 s. ISBN 978-80-7375-034-3 HRÁZSKÝ, Jaroslav; KRÁL, Pavel. Kompozitní materiály na bázi dřeva Část I.: Aglomerované materiály. Cvičení Brno: MZLU v Brně, 2004. 253 s. ISBN 80-7157-751-0 KRÁL, Pavel; HRÁZSKÝ, Jaroslav. Kompozitní materiály na bázi dřeva Část II.: Dýhy a vrstevné masivní materiály. Brno: MZLU v Brně, 2006. 210 s. ISBN 80-7157-878-9 KRÁL, Pavel; HRÁZSKÝ, Jaroslav. Kompozitní materiály na bázi dřeva Část II.: Dýhy a vrstevné masivní materiály. Cvičení Brno: MZLU v Brně, 2006. 168 s. ISBN 80-7157-934-3 KRÁL, Pavel; HRÁZSKÝ, Jaroslav. Výroba dýh a překližovaných materiálů. Brno: MZLU v Brně, 2000. 210 s. ISBN 80-7157-423-6 ŠRAJER, J; KRÁL, P; HRÁZSKÝ, J. Mechanické a fyzikální pole ve vrstvených materiálech na bázi dřeva Část I. Mikroskopické chování lepidel při lepení vrstvených materiálů. In SEDLIAČIK, J. VI. Sympózium Drevné kompozitné materiály. Technická univerzita, 960 53 Zvolen: Technická univerzita, 960 53 Zvolen, 2006, s. 213 - 217. ISBN 80-228-1169-6. HAVÍŘOVÁ, Zdeňka. Dům ze dřeva. Brno: Vydavatelství ERA, 2006. 97 s. ISBN 80-7366060-1 POLÁŠEK, J; POLÁŠEK, M; MITÁČEK, P. Metodika hodnocení shody, podle ČSN EN 14342, Pro vrstvené parkety typ VP 12 Sport /modul 3/, pro Renosport s.r.o. Kroměříž, Podle NV 190/2002 Sb. ZSTV. 2009. SVRČINA, M. Obvodový plášť masivní dřevostavby systému KLH. Brno, 2010. 99 s. Diplomová práce. MU v Brně. VÝLET, Pavel. Využití progresivních materiálů pro nosné prvky staveb. Brno, 2007. 58 s. Bakalářská práce. MZLU v Brně. SLONEK, Michal. Posouzení skladby lepených konstrukčních nosníků – návrh nové skladby. Brno, 2008. 76 s. Diplomová práce. MZLU v Brně. 68

KRULA, Pavel. Zhodnocení vybraných vlastností obvodového pláště dřevostavby. Brno, 2011. 110 s. Diplomová práce. MU v Brně.

Elektronické prameny: KRUSE, K; VENSCHOTT, D. Eigenschaften und Einsatzpotentiale neuer Holzwerkstoffe im Bauwesen [online]. Leuschnerstraβe 91, 21031 Hamburg: Universität Hamburg, Mai 2001, 2002. Dostupné z WWW: STARK, Nicole M.; CAI, Zhiyong; CARLL, Charles. Wood – Based Composite Matrials Panel Products: Glued – Laminated Timber, Structural Composite Lumber, and Wood – Nonwood Composite Materials. In Wood handbook: Wood as an engineering material: chapter 11. Centennial ed. General technical report FPL: Gtr-190. [online]. 2010. Madison: U.S. Dept. of Agriculture, Forest Service, Forest Products Laboratory, 2010. Dostupné z WWW: < http://www.treesearch.fs.fed.us/pubs/37421> Structural composite lumber &glued laminated timber awareness guide [online]. Washington, DC 20036> American Forest & Paper Association, Inc. Dostupn0 y WWW:

Technické zprávy: CCMC 11161-R. Evaluation Report: Parallam PSL. Canada: Institute for research in Construction, 2009. 8 s. Dostupné z WWW: ETA-06/0238. European Technical Approval: STEICOjoist and STEICOwall. Bucknalls Lane Garston, Watford: British Board of Agrément, 2006. 8 s. Dostupné z WWW:

69

Z-9.1-566. Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung: EUROSTRAND OSB 4 TOP. Deutschland, Berlin: DEUTSCHES INSTITUT FŰR BAUTECHNIK, 2008. 16 s. Dostupné z WWW:

Katalogy a ceníky firem: Katalog. Microllam. TrustJoist A Weyerhaeuser Business, 2005. 10 s. Dostupné z WWW: Katalog. 2.2E Parallam PSL Deep Beam. iLevel bz Weyerhaeuser, 2010. 8 s. Dostupné z WWW: < http://www.ilevel.com/literature/TJ-7001.pdf> Katalog. Beams, Headers and Colmns. iLevel bz Weyerhaeuser, 2011. 44 s. Dostupné z WWW: < http://www.ilevel.com/literature/tj-9000.pdf> Katalog. Steico Construction: Technisches Handbuch. Steico, 2011. 40 s. Dostupné z WWW: Katalog.

Ploma

Tech.

Ploma,

2012.

2

s.

Dostupné

z

WWW:

Katalog.

OSB

SUPERFINISH

ECO.

Kronospan,

72

s.

Dostupné

z

WWW:

s.

Dostupné

z

WWW:

Katalog.

Finnforest

Plywood.

Finnforest,

2007.

16

Katalog.

FERMACELL.

Fermacell,

28

s.

Dostupné

z

WWW:

Katalog.

Fovolení

pro

statické

použití.

Fermacell,

8

s.

Dostupné

70

z

WWW:

Přednáška. Ocelové konstrukce. VŠB – Technická univerzita Ostrava, 52 s. Dostupné z WWW: < http://fast10.vsb.cz/odk/prednasok/prednaska1.pdf> Ceník. I-nosníky Steico wall. M.T.A. Praha, 2010. 1 s. Dostupné z WWW: Ceník.

Překližky.

Dřevotyp,

2012.

2

s.

Dostupné

z

WWW:

Ceník. OSB SUPERFINISH ECO. Dektrade, 2011. 1 s. Dostupné z WWW: Ceník.

FERMACELL.

Fermacell,

2012.

6

s.

Dostupné

z

WWW:

z

WWW:

Ceník.

FERMACELL.

Fermacell,

2012.

6

s.

Dostupné

ČÁSLAVA, Petr. Kompozitní materiály na bázi dřeva. Brno: v Brně, 2009. 6 s. Dostupné z WWW:

Normy: ČSN EN 322. Desky ze dřeva – Zjišťování vlhkosti. [s.l.]: [s.n.], 1994-03-01. 7 s. ČSN EN 323. Desky ze dřeva – Zjišťování Hustoty. [s.l.]: [s.n.], 1994-04-01. 7 s. ČSN EN 310. Desky ze dřeva – Stanovení modulu pružnosti v ohybu a pevnosti v ohybu. [s.l.]: [s.n.], 1995-12-01. 7 s. ČSN EN 326-1. Desky ze dřeva – Odběr vzorků, nařezávání a kontrola – Část 1: Odběr vzorků, neřezávání zkušebních těles a vyjádření výsledků zkoušky. [s.l.]: [s.n.], 1997-06-01. 11 s.

71

ČSN EN 15283-2+A1. Sádrové desky vyztužené vlákny – Definice, požadavky a zkušební metody – Část 2: Sádrovláknité desky. [s.l.]: [s.n.], 2010-02-01. 35 s.

Internetové stránky: -

http://www.fermacell.cz/cz/content/vyrobky-fermacell-sucha-stavba-drevostavbymontovane-stavby.php => citováno 12. 2. 2012

-

http://www.hochstrate.de/micha/finnland/reports/replvl.html => citováno 20. 3. 2012

-

http://www.uspornedomy.cz/technologie/o-fermacellu-v-drevostavbach-systemsuche-vystavby-fermacell-154 => citováno 21. 3. 2012

-

http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:p77EYG5pNDcJ:www.ssud brno.cz/ssud/studovna/1_rocnik_tec_nab.odp+v%C3%BDroba+finnforest+kerto&cd =8&hl=cs&ct=clnk&gl=cz => citováno 23. 3. 2012

-

http://www.narangbatimbers.com.au/price_list/Laminated+Veneer+Lumber => citováno 2. 2. 2012

-

http://www.coppsbuildall.com/index.php/product/?cat=Lumber&sub=Engineered# => citováno 13. 3. 2012

-

http://www.kondor.cz/ocelove-nosice-ipn/c-1535/ => citováno 8. 4. 2012

-

http://www.wisaplywood.com/en/plywood-and-veneer/plywood/plywood-productionprocess/Pages/default.aspx => citováno 20. 4. 2012

-

http://www.fermacell.cz/cz/content/fermacell_sadrovlaknite_desky_vyroba.php => citováno 26. 1. 2012

-

http://www.levnestavebniny.cz/osb-deska-s-kolmou-hranou-.2914/ => citováno 10. 2. 2012

-

http://www.drevotrust.cz/cz/rubriky/produkty/plosny-material/ => citováno 8. 3. 2012

-

http://www.hellopro.fr/ => citováno 12. 4. 2012 72

-

http://www.casopisstavebnictvi.cz/materialy-pro-drevostavby_N2048 => citováno 12. 4. 2012

-

http://www.residentialarchitect.com/ => citováno 12. 4. 2012

-

http://www.stavebnictvi3000.cz/clanky/mechanicka-odolnost-a-stabilita-drevostavebs-desk/ => citováno 12. 2. 2012

-

http://www.rezivo-drevo.cz/cenik.html => citováno 2. 4. 2012

73

Možnosti aplikace překližovaných materiálů na dřevěné konstrukční prvky

Recommend Documents