MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ Lesnická a dřevařská fakulta Ústav základního zpracování dřeva
Posouzení možnosti použití vrstvených masivních materiálů v dřevostavbách
Bakalářská práce
2011/2012
Ivana Tarabová
Čestné prohlášení: Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma: Posouzení možnosti použití vrstvených masivních materiálů v dřevostavbách zpracovala sama a uvedla jsem všechny použité prameny. 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: ...................................
................................... Ivana Tarabová
Poděkování: Ráda bych tímto poděkovala vedoucímu své bakalářské práce panu doc. Dr. Ing. Pavlu Královi za cenné rady a čas, který mi při zpracovávání této práce věnoval. Dále bych ráda poděkovala pracovníkům Ústavu nauky o dřevě za ochotnou pomoc se zpracováváním experimentální části této práce. V neposlední řadě své rodině za zázemí, které mi při psaní této práce vytvořila.
Abstrakt Autor:
Ivana Tarabová
Název práce:
Posouzení
možnosti
použití
vrstvených
masivních
materiálů v dřevostavbách Tato
práce
analyzuje
možnost
použití
vrstvených
masivních
materiálů
v dřevostavbách. V první části práce jsou popsány vybrané vrstvené masivní materiály pro výrobu dřevostaveb. Jedná se o materiály Microllam, Kerto, Parallam, překližka, BSH hranol a masivní desky CLT. Jsou uvedeny fyzikální a mechanické vlastnosti určující oblast jejich použití a tyto vlastnosti srovnány s vlastnostmi ostatních používaných materiálů na bázi dřeva (OSB deska, cementotřísková deska, KVH hranol). Součástí práce je experiment, který je zaměřen na měření pevnosti v ohybu, modulu pružnosti v ohybu, tloušťkového bobtnání, absorpci vody a hustoty materiálů OSB, CTD, DTD a překližky. Naměřené hodnoty jsou poté statisticky vyhodnoceny. Klíčová slova: Microllam, Kerto, Parallam, konstrukční dřevo, BSH, KVH, překližka, CLT, pevnost v ohybu, modul pružnosti v ohybu, bobtnání, absorpce vody, cementotřísková deska, OSB, hustota
Abstract Author:
Ivana Tarabová
Title of bachelor thesis:
Assessment of the possibility using laminated solid timber in wood construction
This thesis analyzes possibilities of using laminated solid timber in wood construction. The first part of this thesis describes laminated solid timber currently used for wood constructions. Microllam, Kerto, Parallam, plywood, BSH prism and CLT are described in this part. The physical and mechanical properties are given to determine the area of use these materials and these properties are compared with other material’s properties used for wood construction (OSB, cement board, KVH prism). The second part of the thesis is experiment. The aim of the experiment is to measure flexure strength, modulus of elasticity, swelling, absorption of water and density of materials OSB board, cement board, plywood and particle board. The measured values are statistically evaluated. Key words: Microllam, Kerto, Parallam, construction material, BSH prism, KVH prism, plywood, CLT, flexure strength, modulus of elasticity, swelling, water absorption, cement board, OSB , density
Obsah 1. Úvod............................................................................................................................. 9 2. Cíl a zaměření práce ................................................................................................ 10 3. Charakteristika vybraných materiálů ................................................................... 11 3.1. Vrstvené dřevo ......................................................................................................... 11 3.1.1. Vlastnosti LVL .............................................................................................. 11 3.1.2. Microllam ...................................................................................................... 12 3.1.2.1. Výroba Microllamu: ............................................................................... 12 3.1.2.2. Rozměry Microllamu ............................................................................. 13 3.1.2.3. Fyzikální a mechanické vlastnosti Microllamu ..................................... 13 3.1.2.4. Cena Microllamu.................................................................................... 14 3.1.3. Kerto .............................................................................................................. 14 3.1.3.1. Výroba Kerta .......................................................................................... 14 3.1.3.2. Rozměry Kerta ....................................................................................... 15 3.1.3.3. Fyzikální a mechanické vlastnosti Kerta ............................................... 16 3.1.3.4. Cena Kerta.............................................................................................. 16 3.1.4. Parallam ......................................................................................................... 16 3.1.4.1. Výroba Parallamu .................................................................................. 16 3.1.4.2. Rozměry Parallamu ................................................................................ 17 3.1.4.3. Fyzikální a mechanické vlastnosti Parallamu ........................................ 17 3.1.4.4. Cena Parallamu ...................................................................................... 17 3.2. Masivní stavební desky CLT ................................................................................... 18 3.2.1. Rozměry CLT ................................................................................................ 18 3.2.2. Fyzikální a mechanické vlastnosti CLT ........................................................ 19 3.3. Překližka .................................................................................................................. 20 3.3.1. Výroba překližky ........................................................................................... 20 3.3.2. Rozměry překližky......................................................................................... 20 3.3.3. Fyzikální a mechanické vlastnosti překližky ................................................. 21 3.3.4. Cena překližky ............................................................................................... 21 3.3.5. Produkce překližek ........................................................................................ 21 3.4. Konstrukční dřevo KVH .......................................................................................... 22 3.4.1. Výroba KVH .................................................................................................. 23 3.4.2. Rozměry KVH ............................................................................................... 23 3.4.3. Fyzikální a mechanické vlastnosti KVH ....................................................... 24 3.4.4. Cena KVH ..................................................................................................... 24 3.5. Lepené lamelové dřevo ............................................................................................ 25 3.5.1. Výroba BSH................................................................................................... 25 3.5.2. Rozměry BSH ................................................................................................ 26
3.5.3. Fyzikální a mechanické vlastnosti BSH ........................................................ 27 3.5.4. Cena BSH ...................................................................................................... 27 3.6. OSB.......................................................................................................................... 28 3.6.1. Výroba OSB................................................................................................... 28 3.6.2. Rozměry ......................................................................................................... 28 3.6.3. Fyzikální a mechanické vlastnosti OSB ........................................................ 29 3.6.4. Cena OSB ...................................................................................................... 30 3.6.5. Produkce OSB ............................................................................................... 30 3.7. Cementotřísková deska ............................................................................................ 31 3.7.1. Výroba CTD .................................................................................................. 31 3.7.2. Rozměry CTD ................................................................................................ 32 3.7.3. Fyzikální a mechanické vlastnosti CTD ........................................................ 33 3.7.4. Cena CTD ...................................................................................................... 33 4. Shrnutí použitelnosti materiálů .............................................................................. 34 4.1. Materiály pro konstrukční části staveb .................................................................... 34 4.1.1. Použití Kerta-S............................................................................................... 35 4.1.2. Použití Kerta-Q .............................................................................................. 35 4.1.3. Použití Kerta-T .............................................................................................. 35 4.1.4. Použití Microllamu ........................................................................................ 35 4.1.5. Použití Parallamu ........................................................................................... 36 4.1.6. Použití KVH .................................................................................................. 36 4.1.7. Použití BSH ................................................................................................... 36 4.2. Materiály ve formě plošných desek ......................................................................... 37 4.2.1. Použití překližky ............................................................................................ 37 4.2.2. Použití OSB ................................................................................................... 38 4.2.3. Použití CTD ................................................................................................... 40 4.2.4. Použití Novatop Solid .................................................................................... 42 4.2.5. Použití Novatop Static ................................................................................... 42 4.2.6. Použití Novatop Elements ............................................................................. 43 5. Experimentální část ................................................................................................. 44 5.1. Materiál a metodika ................................................................................................. 44 5.1.1. Odběr vzorků ................................................................................................. 44 5.1.2. Stanovení hustoty zkušebních těles ............................................................... 44 5.1.2.1. Zkušební zařízení ................................................................................... 45 5.1.2.2. Klimatizace zkušebních těles ................................................................. 45 5.1.2.3. Postup zkoušky ...................................................................................... 45 5.1.2.4. Vyjádření výsledků ................................................................................ 46 5.1.3. Stanovení pevnosti v ohybu a modulu pružnosti v ohybu ............................. 46 5.1.3.1. Zkušební tělesa ....................................................................................... 46
5.1.3.2. Zkušební zařízení ................................................................................... 46 5.1.3.3. Postup zkoušky ...................................................................................... 47 5.1.3.4. Vyhodnocení výsledků zkoušky ............................................................ 48 5.1.4. Stanovení tloušťkového bobtnání .................................................................. 49 5.1.5. Stanovení celkové absorpce vody .................................................................. 50 5.2. Výsledky měření ...................................................................................................... 51 5.2.1. Stanovení hustoty........................................................................................... 51 5.2.2. Stanovení tloušťkového bobtnání .................................................................. 54 5.2.3. Stanovení celkové absorpce vody .................................................................. 57 5.2.4. Stanovení meze pevnosti v ohybu ................................................................. 60 5.2.4.1. Porovnání průběhů zatěžovacích křivek jednotlivých materiálů ........... 62 5.2.5. Stanovení modulu pružnosti v ohybu ............................................................ 65 5.2.6. Shrnutí experimentální části .......................................................................... 68 6. 7. 8. 9.
Diskuze ...................................................................................................................... 69 Závěr.......................................................................................................................... 72 Summary ................................................................................................................... 73 Literatura .................................................................................................................. 74
1. Úvod Dřevo bylo po staletí využíváno jako konstrukční a stavební materiál. Až do počátku 19. století bylo dřevo společně s kamenem hlavní stavební surovinou. Dřevo vyniká vlastnostmi, které jsou v oblasti průmyslu jedinečné. Současně má však dřevo jako přírodní materiál vady a nedostatky, které mohou mít vliv na mechanické a fyzikální vlastnosti konečných dřevěných výrobků. Z tohoto důvodu se objevuje snaha tyto nedostatky minimalizovat a vytvořit materiály, které svými vlastnostmi předčí klasické stavební materiály. Nové technologie zpracování dřeva umožňují vyrábět čím dál sofistikovanější výrobky, které překonávají hlavní nedostatky rostlého dřeva: nehomogenitu a omezené rozměry dané rozměrem kulatiny. Tyto nedostatky lze potlačit, pokud se dřevní hmota rozdělí na menší částice a ty se následně znovu spojí. Tímto způsobem vznikají materiály na bázi dřeva, které mohou dosahovat lepších vlastností než rostlé dřevo. Výhodou takto vzniklých materiálů je vysoce efektivní využití dřevní hmoty, nízká hustota, vysoká pevnost, snadná opracovatelnost, objemová stálost a v neposlední řadě odolnost proti biologickým škůdcům. V současné době zažívají dřevěné stavby, díky zvýšenému zájmu veřejnosti o ekologii a přírodní materiály, velkou renesanci. To vede k rozsáhlému výzkumu těchto materiálů a do budoucna se dá předpokládat vývoj nových materiálů na bázi dřeva se stále lepšími mechanickými vlastnostmi. Současně je však třeba respektovat přirozené vlastnosti dřeva a vhodným konstrukčním řešením plně využít vlastnosti jediné obnovitelné suroviny ve stavebnictví.
9
2. Cíl a zaměření práce Cílem této bakalářské práce je provést analýzu použitelnosti vrstvených masivních materiálů v dřevostavbách. V první části vypracovat přehled vrstvených masivních materiálů (vrstvené dřevo, překližka, lepené lamelové dřevo, CLT). Uvést parametry, které jsou rozhodující pro oblast použití daného materiálu. Rovněž popsat další materiály, které se mohou pro danou část stavby použít (KVH hranol, cementotřísková deska, OSB deska). U materiálů uvést fyzikální a mechanické vlastnosti a ceny. Uvést konkrétní příklady použití a informace o roční produkci, importu a exportu. V experimentální části potom prakticky prověřit vybrané fyzikální a mechanické vlastnosti na materiálech OSB deska, cementotřísková deska, překližka a dřevotřísková deska. Výsledky poté statisticky vyhodnotit.
10
3. Charakteristika vybraných materiálů 3.1. Vrstvené dřevo Vrstvené dřevo (angl. laminated veneer lumber - LVL) je materiál na bázi dřeva podobný překližce, u něhož je většina nebo všechny dýhy slepeny vzájemně rovnoběžně. Tímto způsobem se dosáhne větších rozměrů jak v délce tak i tloušťce desky. Před lepením se jednotlivé dýhy vysuší a skládají se podélně za sebe v několika vrstvách. Tím se vytvoří nekonečný pás, který se zalisuje, a vylisované desky se rozřezávají na prvky potřebných rozměrů. Výroba vrstveného dřeva byla rozšířena v 80. letech. V současnosti se vyrábí v USA, Finsku, Japonsku, Austrálii a na Novém Zélandu. Největší producent vrstveného dřeva v USA vyrábí vrstvené dřevo pod názvem Microllam. Ve Finsku je vrstvené dřevo vyráběno pod obchodním názvem Kerto. Parallam je vyroben z dýhových pásů vrstvených na sebe do tvaru nosníku. Byl vyvinut v 70. letech v Kanadě a v současnosti se vyrábí také v USA.
3.1.1. Vlastnosti LVL Trvanlivost Stejně jako u všech dřevěných produktů je pro trvanlivost LVL nezbytné pečlivé provedení konstrukčních detailů při zabudování do konstrukce. Přirozená odolnost LVL proti napadení houbovými či hmyzími škůdci je srovnatelná s odolností dřeviny, ze které je tento materiál vyroben. Syntetické pryskyřice používané pro lepení jednotlivých dýh LVL jsou však odolnější proti napadení než samotné dřevo. LVL může být impregnováno chemickými prostředky pro zvýšení odolnosti ve vlhkých podmínkách.
Obsah vlhkosti Vlhkost obsažená ve vrstvených materiálech má značný vliv na mechanické vlastnosti stejně jako v případě masivního dřeva. Jako všechny dřevěné materiály, i vrstvené dřevo reaguje na změny vlhkosti změnou svých rozměrů. LVL opouští výrobní továrnu s obsahem vlhkosti 8-12%. Pokud je při další manipulaci a zabudování do konstrukce vystaveno zvýšené vlhkosti, je náchylné k bobtnání.
11
Dle normy ČSN EN 14279 - A1 se LVL klasifikuje do tří tříd: LVL/1 pro použití v suchém prostředí LVL/2 pro použití ve vlhkém prostředí LVL/3 pro použití ve venkovním prostředí Dále norma stanoví tyto definice: Suché prostředí - je charakterizováno vlhkostí materiálu, která odpovídá teplotě prostředí 20°C a relativní vlhkosti vzduchu přesahující 65 % pouze po několik týdnů v roce (Průměrná vlhkost většiny jehličnanů nepřekročí při těchto podmínkách obsah vlhkosti 12 %. Vlhkost LVL se při těchto podmínkách ustálí na hodnotě přibližně 10%) Vlhké prostředí - je charakterizováno vlhkostí materiálu, která odpovídá teplotě prostředí 20°C a relativní vlhkosti vzduchu přesahující 85 % pouze po několik týdnů v roce Venkovní prostředí – je charakterizováno klimatickými podmínkami vedoucími k vyšší vlhkosti, než ve vlhkém prostředí
Požární odolnost Při vystavení působení ohně vykazuje LVL stejné hodnoty jako dřeviny, ze kterých je vyrobeno. Vlivem vyšší hustoty LVL oproti masivnímu dřevu může však být zuhelnatění pomalejší oproti masivnímu dřevu.
3.1.2. Microllam Microllam je obchodní název vrstveného dřeva, které v USA vyrábí firma Trus Joist MacMillan. Vyrábí se z loupaných dýh měkkých dřevin (obvykle z borovice žlutokoré) o tloušťce nejčastěji 3,2 mm. Směr vláken sousedních vrstev je rovnoběžný.
3.1.2.1. Výroba Microllamu: Kmeny se odkorní a skladují 24 hodin v horké vodě. Poté se rozdělí loupáním na dýhy, které se nastříhají na dýhové listy. Jednotlivé dýhy o šířce 680 - 1370 mm a tloušťce 2,5 - 4,5 mm se nejprve vysuší na přibližně osm procent vlhkosti. Poté se na dýhy nanese fenolformaldehydové lepidlo a soubory dýh se slisují, přičemž jsou dřevní vlákna rovnoběžná s podélným směrem desky. Následuje chlazení a dělení na konečné rozměry. Výsledný produkt může mít maximální formát 1,2 x 20 m a tloušťku 18-90 mm. 12
3.1.2.2. Rozměry Microllamu Rozměry jsou platné pro Britský trh. Rozměry pro ČR nebylo možné v důsledku malého rozšíření tohoto materiálu zjistit. Tab. 1 Rozměry Microllamu (http://www.ttlchiltern.co.uk) Microllam Tloušťka (mm) 19 25 29 32 35 38 45 51 57 64 89
Šířka (mm)
38-900
3.1.2.3. Fyzikální a mechanické vlastnosti Microllamu Tab. 2 Fyzikální a mechanické vlastnosti Microllamu (http://www..ttlchiltern.co.uk) Microllam Pevnost v ohybu [N⋅mm–2]
18,7
Pevnost v tahu [N⋅mm–2]
11,6
Pevnost v tlaku [N⋅mm–2]
13,4
Pevnost ve smyku [N⋅mm–2]
1,2
Modul pružnosti [N⋅mm–2]
12 000
Hustota [kg⋅m–3]
680
13
3.1.2.4. Cena Microllamu Jelikož není Microllam v ČR rozšířen, byla jeho cena zjišťována ťována na zahraničním zahrani trhu (http://www.ashbylumber.com www.ashbylumber.com). Nosník o rozměrech rech 44,6 mm x 241 mm x 2438 mm stojí 38 $. V přepočtu ř čtu na CZK a metr krychlový vychází 1m3 na 27 550 Kč. (Cena přepoč řepočítána dle kurzu ČNB NB 1 USD = 19 CZK, ke dni 5.5.2012)
3.1.3. Kerto Vrstvené dřevo řevo Kerto produkuje firma Finnforest se sídlem ve Finsku. Kerto se vyrábí z 3 mm silné loupané smrkové dýhy slepené navzájem v kompaktní celek.
3.1.3.1. Výroba Kerta Výroba Kerta je velmi podobná výrobě výrob Microllamu. Schéma výrobního procesu Kerta je znázorněno ěno na obr. o 1. Z kulatiny se rotačním ním krájením vytvoří vytvo dýhové pásy, které se nastříhají íhají na dýhové listy dlouhé asi 2 m. Dýhy o tloušťce tloušťce přibližně př 3 mm se roztřídí ídí podle hustoty. Po vysušení se na dýhy nanese fenolformaldehydové lepidlo. Jednotlivé dýhy se skládají na sebe do požadované tloušťky tlouš ky a vytváří vytvář nekonečný pás. V podélném směru ěru jsou dýhy vzájemně vzájemn spojeny na úkos s výjimkou středních st dýh, nastavovaných na tupo. Tyto spoje jsou střídány, ídány, aby se minimalizoval jejich vliv na pevnost. Navrstvené dýhy se poté lisují při p teplotě 150°C. Po lisování následuje rozřezání ezání na požadované rozměry. rozm
Obr. 1 Schéma výrobního procesu materiálu Kerto (materiály (materiály Finnforest) Finnfores
14
3.1.3.2. Rozměry Kerta Výrobky Kerto se vyrábí ve třech provedeních:
Kerto-S Všechny dýhy vykazují souběžný směr vláken. Výhodou Kerta-S je nízká hmotnost (500 kg⋅m-3), která zajišťuje snadný transport a lehkou montáž.
Tab. 3 Standardní formáty Kerto-S (http://www.finnforest.cz) Kerto-S Tloušťka (mm) 27 33 39 45 51 57 63 75
200 x x x x x x x x
225 x x x x x x x x
260
300
x x x x x x x
x x x x x x
Šířka (mm) 360 400
x x x x x
x x x x
450
500
600
x x x
x x
x
Kerto-Q Přibližně každá pátá dýha je kolmá ke směru desky. Na rozdíl od Kerta-S se vyrábí do tloušťky 69 mm a maximální šířky 2500 mm.
Kerto-T Je vyrobeno z lehčích dýh. Kerto-T se převážně vyrábí v následujících rozměrech: Tloušťka: 39-45 mm Šířka: < 200 mm Délka: < 8, 5 m
15
3.1.3.3. Fyzikální a mechanické vlastnosti Kerta
Tab. 4 Charakteristické hodnoty mechanických vlastností materiálu Kerto (http://www.scribd.com) Kerto-S
Kerto-Q
Kerto-T
Pevnost v ohybu [N⋅mm–2]
19,5
13,2
30
Modul pružnosti [N⋅mm–2]
13 500
9500
10 000
Hustota [kg⋅m–3]
480
480
410
3.1.3.4. Cena Kerta Cena pro český trh byla zjištěna pouze u materiálu Kerto-Q. Formát 6000 mm x 1820 mm x 21 mm stojí 45 000 Kč za m3. (http://www.abcdrevo.cz)
3.1.4. Parallam Parallam je překližovaný materiál, jehož plný název zní Parallel Strand Lumber. (Král a Hrázský 2005) Nejčastější dřevinou pro výrobu Parallamu je douglaska a borovice žlutooká. Parallam je obchodní název vrstveného dřeva, které stejně jako Microllam, vyrábí americká firma Trus Joist MacMillan.
3.1.4.1. Výroba Parallamu Výroba probíhá podobně jako při výrobě vrstveného dřeva. Nejprve se z kmenů vyrobí loupané dýhy. Dýhové listy jsou poté rozstříhány na pásy (strands) délky až 2400 mm a tloušťky 2 až 3 mm. Po vytřídění vadných pásů se na pásy nanáší vodovzdorné fenolformaldehydové lepidlo s přídavkem vosku. Průběh vláken musí být paralelní. Po nanesení lepidla jsou pásy lisovány v kontinuálním lisu a vytvrzovány za tlaku pomocí mikrovlnného ohřevu. Parallam se vyrábí jako nekonečný nosník, který se poté rozmítá a frézuje do standardních rozměrů s maximálním průřezem 285 x 400 mm a délky až 20m. Pro sloupy jsou běžně vyráběny průřezy 180 x 180 mm. 16
3.1.4.2. Rozměry Parallamu V následující tabulce jsou uvedeny standardní rozměry nosníku z materiálu Parallam.
Tab. 5 Rozměry Parallamu (http://www.ttlchiltern.co.uk) Parallam Tloušťka (mm) 45 68 89 133 178
200 x x x
241 x x x x x
Šířka (mm) 286 302 356 x x x x x x x x x x x x x x x
406 x x x x x
457 x
3.1.4.3. Fyzikální a mechanické vlastnosti Parallamu Tab. 6 Fyzikální a mechanické vlastnosti Parallamu (http://www.ttlchiltern.co.uk) Parallam Pevnost v ohybu [N⋅mm–2]
16,8
Modul pružnosti [N⋅mm–2]
12 750
Hustota [kg⋅m–3]
710
3.1.4.4. Cena Parallamu Cena Parallamu byla stejně jako cena Microllamu zjišťována na zahraničních stránkách www.ashbylumber.com. Materiál Parallam o rozměrech 89 mm x 241 mm x 3657 mm stojí 131,88 $. V přepočtu na CZK a metr krychlový vychází 1m3 na 31 944 Kč. (Cena přepočítána dle kurzu ČNB 1 USD = 19 CZK, ke dni 5. 5. 2012)
17
3.2. Masivní stavební desky CLT CLT (cross laminated timber) je křížem lepené lamelové dřevo. Je to stavební prvek, který je tvořen masivním hoblovaným dřevem, které je srovnáno do několika vrstev. Orientace prvků každé vrstvy je vzájemně kolmá. Jednotlivé prvky jsou vzájemně slepeny. V současné době je jedním z největších výrobců CLT v ČR firma Novatop.
3.2.1. Rozměry CLT Firma Novatop nabízí 3 konstrukční elementy. Všechny rozměry byly zjišťovány na internetových stránkách firmy Novatop. (http://www.novatop-system.cz) Novatop Static: vícevrstvá deska se dvěma rovnoběžnými vrchními vrstvami a středovou vrstvou. Středová vrstva má vzhledem k okrajovým kolmý průběh vláken. Jednotlivé vrstvy jsou tvořeny lamelami z masivního smrku. Tloušťky lamel určují konečnou tloušťku desky. Standardní formáty: Tloušťka (mm): 36 (9-6-6-6-9), 45 (9-9-9-9-9), 60 (9-9-24-9-9) Šířka (mm): 1040, 1250, 2100, 2500 Délka (mm): 5000, 6000 Novatop Solid : každý panel Novatop Solid je složen z několika vrstev. Každá vrstva je tvořena lamelami z masivního dřeva. Orientace lamel každé vrstvy je vždy kolmá k sousední vrstvě. Lamely jednotlivých vrstev jsou mezi sebou slepeny. Standardní formáty: Tloušťka (mm): Pro stěny: 62, 84 (42/42), 124 (62/62) Pro stropy: 81 (27/27/27), 84 (42/42), 116 (27/62/27) Šířka (mm): 2100, 2500 Délka (mm): 5000, 6000 Novatop Elements: velkoplošné elementy s žebrovou konstrukcí. Jsou tvořeny spodní nosnou vícevrstvou deskou, na které jsou nalepeny žebrové elementy. Vrchní vrstva je opět tvořena vícevrstvou deskou. Prostory mezi žebry mohou být vyplněny tepelnou izolací. Standardní formáty: Výška (mm): 160, 180, 200, 220, 240, 280, 300, 320, max. 400 Šířka (mm):
690, 1 030, 2 090, 2 450, max 2 450
Délka (mm): 6000 až 12000
18
3.2.2. Fyzikální a mechanické vlastnosti CLT Tab. 7 Fyzikální a mechanické vlastnosti Novatop Static tl. 60 mm (http://www.novatop-system.cz) Novatop Static Pevnost v ohybu kolmo na rovinu desky [N⋅mm–2] Modul pružnosti kolmo na rovinu desky [N⋅mm–2]
∥ s vlákny vnějších vrstev
35
┴ k vláknům vnějších vrstev
3,3
∥ s vlákny vnějších vrstev
10400
┴ k vláknům vnějších vrstev
1000
Hustota [kg⋅m–3]
420
19
3.3. Překližka Překližka je překližovaná deska, jejíž všechny vrstvy sestávají z dýh uspořádaných rovnoběžně s rovinou desky. Překližovaná deska je deska se vzájemně slepenými vrstvami, přičemž směr vláken sousedních vrstev je na sebe kolmý. Vnější a vnitřní vrstvy jsou na obou stranách vzhledem ke střední, případně středové vrstvě symetricky uspořádány. (Král a Hrázský 2005) Pro stavební účely se využívá převážně překližka vodovzdorná, která je lepená vodovzdorným lepidlem.
3.3.1. Výroba překližky Jednotlivé dýhy na výrobu překližek se vyrábí loupáním, krájením nebo řezáním. Pro výrobu překližky na dřevěné konstrukce se používají loupané dýhy. Výřezy jsou loupáním rozvinuty na pásy 2 až 4 mm silné. Pásy jsou poté rozstříhány na jednotlivé dýhové listy. Poté se dýhy vysuší a nanese se na ně lepidlo. Následuje skládání dýh na sebe, přičemž jsou každé dvě sousední dýhy vůči sobě otočeny o 90°. Tímto způsobem uspořádání dochází u překližky k minimální deformaci vlivem sesychání a bobtnání a je zajištěna rozměrová stabilita v rovině desky. Jako konstrukční materiál plnící nosnou funkci musí být překližka složena z lichého počtu vrstev. Jedna vrstva se může skládat z více dýh se stejným směrem dřevních vláken.
3.3.2. Rozměry překližky Vodovzdorná překližka se dle Krále a Hrázského vyrábí v následujících rozměrech: Tloušťka (mm): 4;5;6;8;9,5;10;12;15;18;21;24;28;30 Formát (cm): 250x125 nebo 125x250
20
3.3.3. Fyzikální a mechanické vlastnosti překližky Tab. 8 Vybrané vlastnosti překližek firmy Ploma a.s. (http://www.ploma.cz)
Pevnost v ohybu [N⋅mm–2] Modul pružnosti [N⋅mm–2]
Jehličnaté tl. 6-30 mm 3-13 vrstev
KOMBI tl. 6-21 mm 3-9 vrstev
Celobukové tl. 6-21 mm 3-15 vrstev
Podél vláken
40
40
80
Kolmo k vláknům
15
15
40
Podél vláken
4500
4500
8000
kolmo k vláknům
2200
2200
3000
540-550
630-680
780
5-12
5-12
5-12
Hustota [kg⋅m–3] Obsah vlhkosti [%]
3.3.4. Cena překližky Cena překližek se pohybuje v rozmezí od 170 Kč/m2 do cca 1500 Kč/m2 v závislosti na tloušťce, materiálu i kvalitě. Jehličnatá vodovzdorná překližka formátu 18 mm x 1250mm x 2500 mm stojí 13 400 Kč/m3. (http://www.drevostavbyostrava.cz)
3.3.5. Produkce překližek V roce 2010 dosáhla produkce překližek v ČR 187 032 m3. Po roce 2008, kdy byl zaznamenán pokles výroby překližovaných materiálů (v roce 2008 byla produkce překližky v ČR 149 000 m3) výroba překližek opět stoupá. Produkce překližek v letech 1995-2005 v zemích FEIC (Evropská federace výrobců překližek) je znázorněna na obr.2 . Export překližek v ČR pro rok 2010 dosáhl 114 000 m3. (http:// www.faostat.cz)
21
Obr. 2 Produkce překližek v zemích FEIC (http:// http://www.europlywood.be)
3.4. Konstrukční ční dřevo dř KVH Konstrukční dřevo řevo je hranol složený z vysušených masivních prvků bez vad, který je na délku nastavován zubovým spojem. Jeho hlavní výhodou oproti rostlému dřevu d je možnost vymanipulování vad, čímž ímž se zlepší mechanické vlastnosti výsledného materiálu. Vyrábí se většinou ětšinou ze středového st řeziva.. Díky délkovému nastavování může m mít délku až 18 m. meckého Konstruktion voll holz - konstrukční ní masivní dřevo) dř je čtyřstranně KVH (z německého frézovaný a délkověě nastavovaný hranol. hranol Vyrábí se ze dřeva řeva jehličnanů, jehlič nejčastěji smrku. Podle kvality se rozlišují 2 typy KVH hranolů: hranol
KVH Si
je pohledový konstrukční konstruk hranol. Používá se na pohledově pohledov náročné konstrukce, například nap trámové stropy. Je bez větších ětších vad.
KVH NSi
je nepohledový konstrukční konstruk ní hranol. Má stejné mechanické vlastnosti jako KVH hranol. hranol Díky drobným vadám je však určen čen do nepohledových nepo konstrukcí.
22
3.4.1. Výroba KVH KVH hranoly se vyrábí ze dřeva smrku, případně jedle, douglasky či modřínu. Kulatina se rozřeže na jednotlivé fošny, přičemž je důraz kladen na podélné rozříznutí dřeně kmenu z důvodu zamezení pozdějšího vzniku trhlin. Řezivo v požadovaných rozměrech s nadmírou se v komorových sušárnách vysuší na vlhkost 14-16 %. Po vysušení se detekční křídou označí vadná místa, která jsou poté vyřezána na automatické zkracovací pile. Jednotlivé přířezy se zarovnají a na koncích se vytvoří zubový spoj, na který se poté nanese lepidlo. Jednotlivé přířezy se v oblasti ozubu spojují a podélně stlačují. Tím vzniká nekonečný vlys, který se poté rozřezává na požadované rozměry. Po vytvrzení lepidla jsou hranoly čtyřstranně frézovány. Následuje balení a expedice.
3.4.2. Rozměry KVH KVH hranoly jsou v současnosti vyráběny mnoha českými firmami v široké škále rozměrů. Rozměry průřezu KVH hranolů se pohybují v rozmezí od 40 x 60 mm až 140 x 240 mm. Délka je nejčastěji do 13 m je však možné vyrobit KVH hranoly o délce až 18 m.
23
3.4.3. Fyzikální a mechanické vlastnosti KVH Následující tabulka uvádí požadavky na třídy pevnosti konstrukčního dřeva dle ČSN EN 338. Hodnoty jsou platné pro jehličnaté dřeviny třída pevnosti C24.
Tab. 9 Charakteristické hodnoty fyzikálních a mechanických vlastností KVH (ČSN EN 338, 2010) KVH
Pevnost v ohybu [N⋅mm–2]
24
Pevnost v tahu rovnoběžně s vlákny [N⋅mm–2]
14
Pevnost v tahu kolmo na vlákna [N⋅mm–2]
0,4
Pevnost v tlaku rovnoběžně s vlákny [N⋅mm–2]
21
Pevnost v tlaku kolmo na vlákna [N⋅mm–2]
2,5
Pevnost ve smyku [N⋅mm–2]
4
Modul pružnosti rovnoběžně s vlákny [N⋅mm–2] Hustota [kg⋅m–3]
11 000 350
3.4.4. Cena KVH Cena KVH hranolů se pohybuje v rozmezí od 7 800 Kč/m3 do cca 13 000 Kč/m3 v závislosti na průřezu, délkách, objemu odebíraného materiálu, kvalitě atd. KVH hranol v pohledové kvalitě o rozměrech 100 mm x 200 mm x 8000 mm stojí 12 500 Kč/m3 (http:// www.edrevo.cz)
24
3.5. Lepené lamelové dřevo d Lepené lamelové dřevo BSH (z německého n brettschichtholz) ttschichtholz) vznikne plošným slepením dřevěných ěných lamel k sobě. Tímto způsobem sobem vznikají rovné nebo tvarované nosníky, které se uplatňují především p u střešních konstrukcí.
3.5.1. Výroba BSH
Obr. 3 Schéma výrobního procesu lepeného lamelového dřeva d (Koželouh, 2005)
Výrobu BSH lze rozdělit rozdě do pěti úseků dle Obr. 3: Úsek A: Zde probíhá příprava řeziva. Ze skladu se dopraví řezivo, které se uměle um vysuší (1). Po vysušení se řezivo předběžně p frézuje (2) a třídí ídí (3). Následuje kapování řeziva (4) a ukládání do hrání (5). Úsek B: V tomto úseku probíhá nastavování lamel zubovým spojem. Na koncích lamel se vytvoříí zubový spoj, na který se nanese lepidlo (6). Následuje spojování jednotlivých lamel k sobě a slisování isování po dobu alespoň alespo 2 sekund. (7) Takto to vzniká tzv. nekonečná nekone lamela, která je nařezána řezána na požadované rozměry rozm ry (8) a ukládána do hrání (9). Po vytvrzení lepidla v hráních se pokračuje pokra dalším zpracováním v úseku C. Úsek C: Jednotlivé lamely se frézují (10) (1 a po nanesení lepidla (11) se uloží do vertikální polohy vedle sebe a zalisují se. Tímto způsobem sobem vznikají rovné případně p zakřivené nosníky. 25
Úsek D: V tomto úseku probíhá frézování z bočních stran (14), kterým se odstraní případné zbytky lepidla a nosníky se zarovnají. Na stanovišti číslo 15 probíhá konečná úprava, která zahrnuje například předvrtání otvorů pro spojovací prostředky, případně aplikaci ochranné látky. Úsek E: Tento úsek slouží pro přípravu lepidla. Provádí se zde smíchání pryskyřice a tvrdidla v případě, že se tato operace neprovádí při samotném nanášení směsi na lamely.
3.5.2. Rozměry BSH Lepené lamelové dřevo BSH je v ČR vyráběno mnoha firmami v široké škále rozměrů. Standardně firmy nabízí nosníky o rozměrech v tomto rozmezí: Šířka: 80-240 mm Výška: 80-600 mm Délka: Standardně 12 m, u některých firem však může délka lepeného dřeva dosahovat až 50 m (Böhm, 2012)
26
3.5.3. Fyzikální a mechanické vlastnosti BSH Lepené lamelové dřevo BSH je vyráběno v několika pevnostních třídách. Nejčastěji ve třídách GL24 a GL28. V případě homogenního BSH GL24 musí všechny lamely splňovat pevnostní třídu C22 dle ČSN EN 338. V případě kombinovaného lamelovaného dřeva BSH třídy GL24 musí splňovat vnější lamely pevnostní třídu C24 a vnitřní lamely třídu C18. (Koželouh, 1995) Tab. 10 Fyzikální a mechanické vlastnosti BSH (ČSN EN 1194, 1999) BSH
GL 24
Pevnost v ohybu [N⋅mm–2]
24
Pevnost v tahu rovnoběžně s vlákny [N⋅mm–2]
16,5
Pevnost v tahu kolmo na vlákna [N⋅mm–2]
0,4
Pevnost v tlaku rovnoběžně s vlákny [N⋅mm–2]
24
Pevnost v tlaku kolmo na vlákna [N⋅mm–2]
2,7
Pevnost ve smyku [N⋅mm–2]
2,7
Modul pružnosti rovnoběžně s vlákny [N⋅mm–2] Hustota [kg⋅m–3]
11 600 380
3.5.4. Cena BSH Cena BSH hranolů se pohybuje v rozmezí od 13000 Kč/m3 do cca 17000 Kč/m3. BSH hranol v pohledové kvalitě, pevnostní třídy GL24 stojí 15 300 Kč/m3. (http://www.palubky-vencl.cz)
27
3.6. OSB OSB (Oriented Strand Board) je velkoplošný materiál vyráběný z orientovaných plochých třísek (strands). (Hrázský a Král, 2007) Důvodem vzniku OSB desek byla snaha o vytvoření materiálu, který by byl levnější než překližka, při zachování podobných mechanických vlastností. V Severní Americe se na výrobu OSB používá borovice vejmutovka, topol nebo bříza. V Evropě nejčastěji smrk a borovice.
3.6.1. Výroba OSB Po odkornění je kulatina dopravena do roztřískovače, kde se z kulatiny získávají jednotlivé třísky tzv. tangenciálním řezem souběžným se směrem dřevních vláken. Typická tříska pro výrobu OSB má rozměry 75 x 25 x 0,6 mm. Třísky jsou dále tříděny pomocí sítového třídiče, sušeny na vlhkost 2-4%. Nejdelší třísky jsou použity na povrchové vrstvy OSB a kratší pro středovou vrstvu. Třísky pod 6 mm jsou použity pro jiné účely. Následuje nanášení lepicí směsi v bubnových nanašečkách. Pro výrobu OSB se nejčastěji používá vodovzdorné fenolformaldehydové lepidlo. Stoupající množství lepidla kladně ovlivňuje mechanické vlastnosti současně však hospodárnost výroby. Snížení bobtnání a absorpce vody a vodní páry se zajišťuje hydrofobizačními prostředky. Další operací je vrstvení třísek. Povrchové třísky jsou orientovány souběžně s výrobním tokem, zatímco orientace třísek ve středové vrstvě je kolmá na výrobní tok. Orientace třísek se provádí mechanicky nebo elektrostaticky. Vytvořený nekonečný koberec se poté rozřezává na dílčí sdružené formáty. Tyto formáty jsou egalizovány na stejnou tloušťku. Sdružené formáty jsou poté rozřezány na požadované formáty OSB desek. Po klimatizaci v klimatizačních turniketech následuje skládání OSB desek do bloků a odvoz do expedičního skladu.
3.6.2. Rozměry Firma Kronospan vyrábí OSB desky pod názvem Superfinish v základním formátu 3000 x 1250 x 6 mm. Možná výrobní délka desek je 2440-5000 mm, šířka 625-2500 mm a tloušťka 6-32 mm. (http://www.kronospan.cz)
28
3.6.3. Fyzikální a mechanické vlastnosti OSB Norma ČSN EN 300 rozlišuje 4 typy OSB desek podle použití dle tab. 11
Tab. 11 Typy OSB dle ČSN EN 300 Typ OSB
Oblast použití
OSB/1
Desky pro všeobecné účely a pro použití v interiéru v suchém prostředí
OSB/2
Desky pro nosné účely pro použití v suchém prostředí
OSB/3
Desky pro nosné účely pro použití ve vlhkém prostředí
OSB/4
Zvlášť zatížitelné nosné desky pro požití ve vlhkém prostředí
Tab. 12 Požadavky na desky OSB/3 vybraných tloušťkových tříd dle ČSN EN 300 OSB/3 Rozsah tlouštěk (mm, jmenovitá hodnota) >10 až >18 18 až 25
6 až 10 Pevnost v ohybu hlavní osa [N⋅mm–2]
22
20
18
Pevnost v ohybu – vedlejší osa [N⋅mm–2]
11
10
9
Modul pružnosti v ohybu – hlavní osa [N⋅mm–2]
3500
3500
3500
Modul pružnosti v ohybu – vedlejší osa [N⋅mm–2]
1400
1400
1400
Pevnost v tahu kolmo na rovinu desky (Rozlupčivost) [N⋅mm–2]
0,34
0,32
0,3
15
15
15
Bobtnání po 24 hod. [%] Hustota [kg⋅m-3]
550 - 750
29
3.6.4. Cena OSB Cena OSB desky se pohybuje v rozmezí 80-270 Kč/m3. Deska OSB/3 Superfinish firmy Kronospam, nebroušený povrch, formát 18 mm x 1250 mm x 2500 mm stojí 9 388 Kč/m3. (http://www.stasa.cz www.stasa.cz)
3.6.5. Produkce OSB Výroba OSB desek započala zapo v 80. letech 20. století v Severní Americe. V Evropě byla první rvní továrna na výrobu OSB postavena v roce 1979 v německém ěmeckém Bevenu. V ČR se OSB vyrábí bí od roku 2005 firmou Kronospan CZ s.r.o., Jihlava. V roce 1999 dosáhla světová tová produkce OSB desek 19,7 milionů milion m3. Z toho 10 milionů m3 OSB bylo vyrobeno v USA, 7 milionů m3 v Kanadě a v Evropě pouze 1 milion m3. V průběhu roku 2000 vzrostla evropská produkce OSB desek o 66,6 %. V roce 2004 dosahovala produkce OSB desek v Evropě Evrop 2,7 milionů m3. Hlavním světovým ětovým tovým producentem OSB desek je Severní Amerika, která vyrábí okolo 93,5 % světové tové produkce tohoto materiálu. Evropa se s podílem 5,1 % řadí na druhé místo světové tové produkce OSB desek. Japonsko produkuje 1,1 % světové světové produkce OSB desek. (European European panel products symposium, 2009) 2009
Obr. 4 Produkce desek OSB v Evropě v letech 2004-2009 2009 (UNECE ( TIMBER database, 2009)
30
3.7. Cementotřísková řísková deska Cementotřísková ísková deska (CTD) je deska desk vyrobená lisováním z částic na bázi dřeva d nebo jiných rostlinných částic částic pojených hydraulickým cementem a možnými přísadami. p (Hrázský Hrázský a Král, 2007) Podle hustoty výrobkůů a tvaru dřevních d částic rozlišujeme tři ři typy CTD desek: Lehké stavební desky z dřevní dř vlny Cementrotřískové ískové desky střední stř hustoty z hrubých třísek Cementotřískové ískové desky vysoké hustoty z jemných třísek
V experimentální části této práce jsou zkoumány vlastnosti ti cementotřískové cementot desky vysoké hustoty z jemných třísek. t ísek. Tato deska se vyrábí pod obchodním názvem CETRIS ve firmě CIDEM a.s. v Hranicích na Moravě. Následující část se bude proto věnovat tomuto materiálu.
3.7.1. Výroba CTD
Obr. 5 Schéma výrobní linky desek CETRIS (http://www.cetris.cz ( www.cetris.cz)
K výrobě CTD jsou nejvhodnější nejvhodn jehličnaté dřeviny. eviny. Kulatina pro výrobu CTD musí být odkorněna na a obsah vodorozpustných inhibitujicích látek musí být co nejmenší. Inhibitory neboli zpomalovače zpomalova zpomalují nebo úplně znemožňují ňují vytvrzení cementu. Inhibitory mohou ou být ve dřevě d extraktivní látky jako např. třísloviny, řísloviny, pryskyřice, prysky tuky nebo hydrolysované polysacharidy. Dřeviny D eviny pro výrobu CTD by těchto látek měli m mít 31
co nejméně. Po odkornění následuje roztřískování ve válcových roztřískovačích (1). Vznikají tenké lístkové třísky o typické tloušťce 0,2-0,3 mm a délce 20-30 mm. Vyrobené třísky jsou skladovány v mezizásobnících, ze kterých jsou kontinuálně dávkovány do třídícího zařízení. Třísky se poté smíchají s cementem (2). Poměr jednotlivých přísad je u firmy Cetris následující: dřevní hmota 63%, cement 25%, voda 10%, hydratační přísady 2%. Vrstvení (3) probíhá ve čtyřech vrstvících stanicích. Pneumaticky se vrství horní a spodní vrstva, mechanicky středová vrstva. Následuje lisování tlakem 2-2,5 N/mm2 (4). Po lisování následuje tvrdnutí cementu v tvrdicím kanálu při teplotě 50°C po dobu 8 hodin (5). Desky se omítnou na konečný rozměr (6) a po uložení na palety se dopraví do skladu na dozrání (7) a expedici (8). Součástí některých linek jsou klimatizační kanály, které zajišťují ustálení vlhkosti a zamezení borcení. Část produkce se podle účelu brousí.
3.7.2. Rozměry CTD Firma CIDEM a.s. vyrábí desku CETRIS ve formátu 3350 x 1250 mm a tloušťkách 840 mm.
32
3.7.3. Fyzikální a mechanické vlastnosti CTD Norma ČSN EN 634-2 udává požadavky, které musí splňovat cementotřískové desky. Následující tabulka udává hodnoty deklarované výrobcem desky CETRIS a normové hodnoty.
Tab. 13 Fyzikální a mechanické vlastnosti desky CETRIS (http://www.cetris.cz a ČSN EN 634-2) Cetris
Hodnoty deklarované výrobcem
Normové hodnoty
Pevnost v ohybu [N⋅mm–2]
11,5
9
Modul pružnosti v ohybu [N⋅mm–2]
6800
4500
Rozlupčivost [N⋅mm–2]
0,63
0,5
Bobtnání po 24 [%]
0,28
1,5
16
-
1350
1000
Nasákavost desky po uložení ve vodě 24 hod. [%] Hustota [kg⋅m–3]
3.7.4. Cena CTD Cena CTD desky Cetris Basic firmy CIDEM a.s. tloušťky 18 mm je 15 720 Kč/m3. (http://www.cetris.cz)
33
4. Shrnutí použitelnosti materiálů Výše popsané materiály se z hlediska požití mohou rozdělit na dvě skupiny: materiály ve formě hranolů pro konstrukční části staveb a materiály ve formě plošných desek, sloužící pro opláštění, případně jako nosná konstrukce obvodových stěn dřevostaveb.
4.1. Materiály pro konstrukční části staveb Následující tabulka obsahuje ucelený přehled materiálů popsaných v první části této práce. V tabulce jsou uvedeny charakteristické hodnoty pevnosti a modulu pružnosti. Hodnoty pro KVH platí pro třídu pevnosti C24. Materiály jsou porovnány s konstrukčním smrkovým dřevem třídy C14 dle normy ČSN EN 338 Konstrukční dřevo - Třídy pevnosti
9500
480
480
410
-
45000
-
Konstrukční smrkové dřevo
13 500
BSH GL24
30
KVH
13,2
Parallam
19,5
Microllam
Kerto-T
Cena za 1 m3
Kerto-Q
Pevnost v ohybu [N⋅mm-2] Modul pružnosti [N⋅mm-2] Hustota [kg⋅m-3]
Kerto-S
Tab. 14 Celkový přehled vybraných vlastností materiálů pro konstrukční části stavby
18,7
16,8
24
24
14
12 750
11 000
11600
7000
680
710
350
380
350
27 550
31 944
12 500
15 300
5000
10000 12 000
Pozn. Hustota konstrukčního smrkového dřeva je průměrná hodnota (ČSN EN 338)
34
4.1.1. Použití Kerta-S Kerto-S se hodí pro dlouhá rozpětí střech, nosníky, příhradové konstrukce, vaznice, krokve, překlady. Kerto-S se může také využívat v rámových konstrukcích dřevostaveb pro výrobu stojek. V porovnání s konstrukčním masivním dřevem má Kerto-S vyšší pevnost i modul pružnosti. Z tohoto důvodu nahrazuje masivní dřevo tam, kde jsou kladeny velké požadavky na pevnost.
4.1.2. Použití Kerta-Q Kerto-Q se používá především jako plošný prvek. Vykazuje velkou smykovou pevnost. Díky velkým rozměrům a vysoké pevnosti se Kerto-Q používá pro prostorné podlahy nebo střešní panely. Broušené Kerto-Q desky se mohou použít jako střešní nebo krycí podhledy. Na obr. 6 je znázorněno použití Kerta-Q v konstrukci stropu.
Obr. 6 Detail stropu s použitím materiálu Kerto (www.finnforest.co.uk)
4.1.3. Použití Kerta-T Používá se jako podpěra u nosných a nenosných konstrukcí. V dřevostavbách je určeno pro výrobu stojek rámových konstrukcí, případně stojek dělících příček masivních podlah.
4.1.4. Použití Microllamu Ve stavebnictví se Microllam využívá na výrobu krovů, nosníků, vazníků, bednění, ve stavebním truhlářství a na výrobu oken. Nevýhodou je však výrazně vyšší cena oproti masivnímu konstrukčnímu dřevu. 35
4.1.5. Použití Parallamu Ve stavebnictví se Parallam používá na trámy, vaznice, sloupy, nosníky a překlady. Snese vysoká zatížení i velká rozpětí. Nevýhodou je opět vyšší cena.
4.1.6. Použití KVH Konstrukční dřevo KVH se používá pro nosné konstrukce dřevostaveb, střešní konstrukce, stěny, stropy, pozednice, krokve, stropní trámy, atd. Výhodou oproti masivnímu dřevu je možnost zlepšení mechanických vlastností díky vymanipulování vad.
4.1.7. Použití BSH Lepené lamelové dřevo se uplatňuje především na konstrukce namáhané ohybem. Používá se na skeletové konstrukce, velká rozpětí, stadiony, mosty, lávky případně zastřešení pohledově náročných konstrukcí jako jsou obytná podkroví, divadla, sportovní haly apod. Vykazuje lepší hodnoty pevnosti v ohybu než smrkové dřevo, jeho nevýhodou je však vyšší cena.
36
4.2. Materiály ve formě plošných desek Následující tabulka obsahuje přehled plošných materiálů popsaných v první části. Porovnány jsou vlastnosti jehličnaté překližky, OSB/3, CTD Cetris a CLT Novatop Static tl. 60 mm
Modul pružnosti [N⋅mm-2] Hustota [kg⋅m-3] Cena za 1 m3
15
9
CLT
OSB
┴
CTD
Překližka
Pevnost v ohybu [N⋅mm-2]
Směr zatížení
Tab. 15 Celkový přehled plošných materiálů
6 11,5
∥
40
18
35
∥
4500
3500
6800
10400
540-550
550-750
1350
420
13 400
9 388
15 720
┴ znamená u překližky směr kolmý k dřevním vláknům, u OSB znamená směr kolmý na výrobní tok, u CLT kolmo na směr vláken vnějších vrstev ∥ znamená u překližky směr rovnoběžný s dřevními vlákny, u OSB směr rovnoběžný s výrobním tokem, u CLT rovnoběžně se směrem vláken vnějších vrstev
4.2.1. Použití překližky Ve stavebnictví se využívá převážně smrková překližka. Díky vodovzdornému lepení se používá v interiéru i exteriéru. Výhodou je nízká hmotnost, snadná opracovatelnost, snadná montáž, odolnost proti nárazům, stálost vůči vlhkosti a v neposlední řadě absence zápachu. Díky těmto faktorům se překližka v dřevostavbách využívá do konstrukcí podlah, střech, vnější i vnitřní stěny. Na obr. 7 je znázorněna odvětraná přízemní podlaha s použitím smrkové překližky. Konstrukce podlahy mezipatrové je znázorněna na obr. 8.
37
Obr. 7 Konstrukce podlahy přízemí (Král, Hrázský, 2006)
Obr. 8 Konstrukce podlahy mezipatrové (Král, Hrázský, 2006)
4.2.2. Použití OSB OSB desky se využívají převážně v oblasti stavebnictví, kde nahrazují klasickou překližku. Hlavní oblasti použití jsou stěny, střechy a podlahy dřevostaveb. Využívají se také pro výrobu I-nosníků, které slouží pro konstrukci střech. I-nosník se skládá ze dvou dřevěných pasů nebo pasů z Mikrollamu spojených stojinou z OSB (obr. 9). V dřevostavbách se OSB desky využívají v konstrukci difúzně uzavřených i difúzně otevřených stěn. Příklad využití OSB v difúzně otevřené konstrukci je znázorněn na obr. 10, difúzně uzavřená konstrukce je znázorněna na obr. 11.
38
Obr. 9 I-nosník (Böhm, 2012)
Obr. 10 Difúzněě otevřená otevř konstrukce vnější stěny s použitím OSB (www.tfh.cz) (
Obr. 11 Difúzně uzavřená ná konstrukce konstru vnější stěny s použitím OSB (www.ecomodula.cz) www.ecomodula.cz)
39
4.2.3. Použití CTD Cementotřísková ísková deska nalézá v oblasti stavebnictví široké uplatnění. uplatně Je určena pro podlahové systémy, půdní ůdní vestavby, střešní st nadstavby, odvětrané ětrané fasády, protipožární aplikace, podhledy, dhledy, stěny stě a příčky, zahradní doplňky. ky. Dále nachází CTD desky uplatnění v montovaných stavbách všeho druhu, jsou ideální pro technologie suché výstavby
i
stavby
v náročných
klimatických
podmínkách.
Příklad
použití
cementotřískové ískové desky v konstrukci vnější stěny je znázorněn ěn na obr. 12. Detail stropu s použitím CTD je znázorněn znázorn na obr. 13. Obr. 14 znázorňuje uje spojení stěny stě se střechou.
Obr. 12 Konstrukce vnější vn stěny s použitím CTD (www.cetris.cz www.cetris.cz)
Obr. 13 Detail stropu s použitím CTD (www.cetris.cz) 40
Obr. 14 Detaill spojení stěny stě se střechou (www.cetris.cz)
41
4.2.4. Použití Novatop Solid Novatop Solid se uplatňuje uplatň především edevším pro konstrukce nosných a nenosných stěn st a příček. Dále pro podklady stropů a střech, masivní střešní ešní a stropní desky a výztužné komponenty. Příklad říklad použití Novatop Solid je znázorněn znázorn na obr. 15.
Obr. 15 Obvodová stěna stě s použitím Novatop Solid (www.novatop www.novatop-system.cz)
4.2.5. Použití Novatop Static Novatop Static bylo vyvinuto pro střešní st přesahy a překlenování eklenování velkých rozpětí. rozp Je vhodné pro konstrukce přečnívajících p okrajů střech, schodišťová ťová pažení, stupnice, podesty, obklady se zvýšenými pevnostními nároky, nosné desky venkovních zdí, nosné a nenosné vnitřní ř stěny, ěny, dělící dě příčky, pracovní plošiny a lešení.
42
4.2.6. Použití Novatop Elements Novatop Element vynikají malou hmotností a vysokou statickou únosností. Používají se především pro nosné stropy a střechy. Detail střechy s použitím Novatop Elements je znázorněna na obr. 16.
Obr. 16 Konstrukce šikmé střechy s použitím Novatop Elements (www.novatop-system.cz)
43
5. Experimentální část 5.1. Materiál a metodika V rámci této práce byl proveden experiment stanovení hustoty, pevnosti v ohybu, modulu pružnosti v ohybu, bobtnání a celkové absorpce vody. Měření bylo provedeno na materiálech cementotřísková deska CETRIS tloušťky 18 mm vyrobená firmou CIDEM Hranice, a.s., Dále OSB deska vyrobená firmou Kronospam Jihlava tloušťky 18 mm, dřevotřísková deska Lukapol tloušťky 18 mm a celobuková vodovzdorná překližka tloušťky 15 mm ze společnosti Dyas. Výsledky byly poté statisticky vyhodnoceny.
5.1.1. Odběr vzorků Odběr vzorků stanoví norma ČSN EN 326 - 1 Desky ze dřeva - Odběr vzorků, nařezávání a kontrola – Část 1: Odběr vzorků, nařezávání zkušebních těles a vyjádření výsledků zkoušky. Pro stanovení modulu pružnosti a pevnosti v ohybu bylo od každého materiálu pořízeno 15 vzorků. Pro stanovení modulu pružnosti a meze pevnosti OSB bylo pořízeno 15 vzorků ve směru rovnoběžném s výrobním tokem a 15 vzorků ve směru kolmém na výrobní tok. Obdobně bylo pořízeno 15 vzorků překližky ve směru rovnoběžně s dřevními vlákny a 15 ve směru kolmo na dřevní vlákna. Dále bylo pořízeno 15 kusů vzorků od materiálů OSB a CTD pro stanovení bobtnání a celkové absorpce vody. Rozměry vzorků se řídí pro každou zkoušku příslušnými normami. Vzorky se z desek odebírají náhodně, přičemž musí alespoň jeden vzorek z každé skupiny přiléhat k boku oformátované desky. Minimální vzdálenost mezi vzorky pro stejnou zkoušku je 100 mm. Všechny vzorky z jedné desky se označí: číslem zkušební desky, pořadovým číslem zkušebního tělesa, původním podélným směrem desky a vrchním nebo spodním povrchem desky.
5.1.2. Stanovení hustoty zkušebních těles Stanovení hustoty zkušebních těles probíhalo podle normy ČSN EN 323. Od každého materiálu bylo pořízeno 15 kusů vzorků čtvercového tvaru s délkou strany 50 mm. Zkušební vzorky byly zváženy a změřeny posuvným měřidlem. Obě měření byly prováděny při stejné vlhkosti.
44
5.1.2.1. Zkušební zařízení Přístroje na měření hustoty: - mikrometr na měření tloušťky - posuvné měřidlo na měření délky a šířky - váhy
5.1.2.2. Klimatizace zkušebních těles Zkušební vzorky byly klimatizovány v prostředí o relativní vlhkosti vzduchu 65 ± 5 % a teplotě 20 ± 2 °C. Hmotnost je ustálena, pokud se výsledky dvou vážení v intervalu 24 hodin neliší o více než 0,1 % hmotnosti.
5.1.2.3. Postup zkoušky Každé těleso se zváží s přesností na 0,01 g. Rozměry se zjišťují dle obr. 17.
b2
b1 Obr. 17 Místa měření zkušebních těles (ČSN EN 325, 1995)
Tloušťka zkušebního tělesa se měří v průsečíku úhlopříček s přesností na 0,05 mm (pokud se v místě průsečíku nenachází nepravidelnost, která by výrazně tloušťku ovlivnila) Délka a šířka b1 a b2 se měří uprostřed hrany s přesností 0,1 mm.
45
5.1.2.4. Vyjádření výsledků Hustota ρ v kg/m3 se pro každé těleso vypočítá jako podíl:
ρ=
⋅
⋅
m
hmotnost zkušebního tělesa v g
b1
šířka zkušebního tělesa v mm
b
délka zkušebního tělesa v mm
t
tloušťka zkušebního tělesa v mm
⋅ 106 [ kg / m3 ]
5.1.3. Stanovení pevnosti v ohybu a modulu pružnosti v ohybu Zkouška probíhala dle normy ČSN EN 310.
5.1.3.1. Zkušební tělesa Zkouška byla prováděna na vzorcích OSB deska, cementotřísková deska, překližka a dřevotřísková deska. Bylo pořízeno 15 vzorků od každého materiálu. Od materiálu OSB bylo pořízeno 15 vzorků ve směru rovnoběžném s výrobním tokem a 15 vzorků ve směru kolmém na výrobní tok. Překližky bylo pořízeno 15 vzorků ve směru rovnoběžně s dřevními vlákny a 15 ve směru kolmo na dřevní vlákna. Celkem bylo pro stanovení modulu pružnosti a meze pevnosti pořízeno 90 vzorků. Rozměry zkušebních těles: Šířka - 50±1 mm Délka - dvacetinásobek jmenovité tloušťky desky zvětšený o 50 mm. Vzorky CTD, DTD a OSB byly nařezány na délku 410 mm a překližka na délku 350 mm.
5.1.3.2. Zkušební zařízení Zkouška měření pevnosti v ohybu a modulu pružnosti v ohybu probíhala na univerzálním zkušebním stroji Zwick Z050 v Útěchově. Zkušební stroj je připojen počítačem na program tXpert, který provádí samotný výpočet modulu pružnosti a meze pevnosti. 46
Přístroj se skládá: - ze dvou válcových podpěr 15±5 mm, které je možné posouvat ve vodorovném směru v závislosti na délce zkušebních vzorků - z ohybové válcové hlavy stejné délky a průměru 30±5 mm, rovnoběžné s podpěrami a konstantní vzdálenosti od každé podpory. Při zatěžování se hlava pohybuje ve svislé rovině rovnoběžně s podpěrami.
t - tloušťka zk. tělesa l1 - rozpětí podpor (20⋅t) l2 - délka zk. tělesa F - zatěžovací síla
Obr. 18 Zkušební vzorek umístěný na podpěrách zkušebního zařízení (ČSN EN 310, 1996))
5.1.3.3. Postup zkoušky Všechna zkušební tělesa byla nejprve zvážena a poté byla změřena délka a posuvným měřidlem, připojeným do programu tXpert, změřena tloušťka v průsečíku úhlopříček a šířka v polovině délky. Program tXpert automaticky vypočítal hustotu vzorků. Na přístroji byla nastavena vzdálenost podpěr jako dvacetinásobek tloušťky zkušebního vzorku. Hodnota vzdálenosti byla také nastavena v programu tXpert. Vzorky byly poté symetricky umístěny na podpěry zkušebního zařízení. Podélná osa vzorků byla přitom kolmá na osu podpěr a příčná osa byla ve svislé rovině ohybové hlavy. Podélná osa zkušebního tělesa byla ve středu šířky podpěr. Zatěžování probíhalo při konstantní rychlosti posuvu v průběhu zkoušky. Rychlost zatěžovací hlavy byla upravena tak, aby bylo maximální zatížení dosaženo do 60±30 s. Program txpert změřil průhyb zkušebního tělesa (pod zatěžovací hlavou) s přesností na 0,1 mm. Současně se měřilo zatížení odpovídající dané hodnotě průhybu v N. Z těchto hodnot je programem tXpert pro každé měření vykreslen graf závislosti zatížení na průhybu. 47
Obr. 19 Umístění zkušebního vzorku v přístroji Zwick
5.1.3.4. Vyhodnocení výsledků zkoušky a) Pevnost v ohybu ƒm
ƒm =
⋅
⋅⋅
⋅ ⋅
[N ⋅ mm – 2]
Fmax
maximální síla působící na zk. těleso v době porušení v N
l1
vzdálenost podpěr v mm
b
šířka zk. tělesa v mm
t
tloušťka zk. tělesa v mm
b) Modul pružnosti v ohybu Em
Em =
⋅ ⋅ ⋅
l1
vzdálenost podpěr v mm
b
šířka zk. tělesa v mm
t
tloušťka zk. tělesa v mm
[N ⋅ mm-2]
⋅
48
F2-F1
přírůstek zatížení v lineární části zatěžovací křivky v N (obr. 20). F1 je přibližně 10% a F2 40% Fmax
a2 - a1
přírůstek průhybu v mm v lineární části zatěžovací křivky
Obr. 20 Lineární část zatěžovací křivky (ČSN EN 310 1996)
5.1.4. Stanovení tloušťkového bobtnání Zkouška probíhala dle normy ČSN EN 317. Tloušťkové bobtnání bylo prováděno na materiálech OSB a CTD. U všech vzorků byla posuvným měřidlem změřena tloušťka s přesností na setinu milimetru. Poté byly vzorky ponořeny do nádoby s vodou o teplotě 20°C na dobu 2 a 24 hodin a zatíženy tak, aby byly celé ponořené ve vodě. Po uplynutí dané doby byla znovu změřena tloušťka vzorků a hodnota zaznamenána. Výsledky byly poté vyjádřeny v procentech podle vzorce:
β=
⋅ 100 [%]
t1
tloušťka vzorku před ponořením [mm]
t2
tloušťka vzorku po vyjmutí z vodní lázně [mm]
49
5.1.5. Stanovení celkové absorpce vody Pro stanovení celkové absorpce vody byly použity stejné vzorky jako pro stanovení tloušťkového bobtnání. Vzorky byly nejprve zváženy s přesností na desítitisícinu gramu a poté byly uloženy do vodní lázně na dobu 2 a 24 hodin. Po uplynutí dané doby byly znovu zváženy a hodnota byla zaznamenána. Výsledek byl poté vyjádřen v procentech pomocí vzorce:
α=
⋅ 100 [%]
m1
hmotnost vzorku před ponořením [g]
m2
hmotnost vzorku po vyjmutí z vodní lázně
50
5.2. Výsledky měření 5.2.1. Stanovení hustoty Měření hustoty probíhalo u všech testovaných materiálů. Nejvyšší hustotu vykazovala cementotřísková deska s průměrnou hustotou 1359,43 kg⋅m-3. Tento materiál také vykazoval nejvyšší hodnotu variačního rozpětí, tedy rozdíl mezi maximální a minimální hodnotou. Nejmenší hodnotu variačního koeficientu vykazovala překližka, což svědčí o nejmenší variabilitě hustoty jednotlivých vzorků tohoto materiálu. U materiálů OSB a CTD byla vyšetřena závislost tloušťky desky na hustotě. Při proložení závislosti spojnicí trendu je zřejmá klesající hustota s rostoucí tloušťkou u obou materiálů.
Tab. 16 Statistické vyhodnocení hustoty testovaných materiálů OSB tl. 18 mm
CTD tl. 18 mm
DTD tl. 18 mm
Překližka tl.15mm
Počet vzorků
15
15
15
15
Průměr [kg⋅⋅m-3]
568,33
1359,43
638,73
669,4
Medián [kg⋅⋅m-3]
568
1351
637
665
Směrodatná odchylka [kg⋅⋅m-3]
13,16
30,96
14,49
9,49
Minimum [kg⋅⋅m-3]
544
1317
609
658
Maximum [kg⋅⋅m-3]
595
1417
665
687
Variační rozpětí
51
100
56
29
Variační koeficient
2,32
2,28
2,27
1,42
Dolní kvartil [kg⋅⋅m-3]
561
1336
630
663
Horní kvartil [kg⋅⋅m-3]
579
1371
649
674
51
Graf 1 Rozložení hodnot hustoty měřených materiálů pomocí krabicových grafů 1500 1400
Hustota [kg⋅m-3]
1300 1200 1100 1000 900 800 700 600 500
OSB
DTD
CTD
52
překližka
Graf 2 Závislost hustoty OSB desky na její tloušťce 600
hustota OSB [kg/m3]
590
580
570
560
550
540 18,1
18,2
18,3
18,4
18,5
18,6
18,7
Tloušťka OSB [mm]
Graf 3 Závislost hustoty CTD desky na její tloušťce 1440
1420
Hustota CTD [kg m-3]
1400
1380
1360
1340
1320
1300 17,9
18,0
18,1
18,2
18,3
18,4
Tloušťka CTD [mm]
53
18,5
18,6
18,7
18,8
5.2.2. Stanovení tloušťkového bobtnání Stanovení
tloušťkového
bobtnání
probíhalo
u
materiálů
OSB
deska
a
cementotřísková deska po dobu 2 a 24 hodin. U obou materiálů se hodnoty tloušťkového bobtnání velmi výrazně lišily. Současně však byla u obou materiálů zjištěna velká variabilita měřených souborů materiálů. U materiálu OSB byla vyšetřena závislost tloušťkového bobtnání po 2 a 24 hodinách na hustotě materiálu. Tato závislost vykazovala klesající tloušťkové bobtnání se zvyšující se hustotou OSB desky.
Tab. 17 Statistické vyhodnocení tloušťkového bobtnání OSB tl. 18 mm
OSB tl. 18 mm
CTD tl. 18 mm
CTD tl. 18 mm
Počet hodin máčení
2
24
2
24
Počet vzorků
18
18
18
18
Průměr [%]
8,43
17,89
0,36
1,13
Medián [%]
9,25
18,6
0,27
1,036
Směrodatná odchylka [%]
3,5
3,73
0,32
0,59
Minimum [%]
1,25
10,77
0,054
0,44
Maximum [%]
12,94
22,44
1,12
2,34
Variační rozpětí
11,69
11,67
1,067
1,903
Variační koeficient
41,49
20,84
91,18
52,08
Dolní kvartil [%]
5,97
17,17
0,107
0,6
Horní kvartil [%]
11,3
21,19
0,436
1,7
54
Graf 4 Rozložení hodnot tloušťkového bobtnání OSB a CTD po 2 a 24 hodinách pomocí krabicových grafů
24 22 20
Tl. bobtnání [mm]
18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 -2
OSB 2
OSB 24
CTD 2
55
CTD 24
Graf 5 Závislost tloušťkového bobtnání OSB na hustotě po 2 hod.
Tl. bobtnání OSB po 2 hod. [mm]
14
12
10
8
6
4
2
0 520
540
560
580
600
620
640
Hustota OSB [kg⋅m-3] Graf 6 Závislost tloušťkového bobtnání OSB na hustotě po 24 hod. 24
Tl. bobtnání OSB po 24 hod. [%]
22
20
18
16
14
12
10 520
540
560
580
Hustota OSB [kg m-3]
56
600
620
640
5.2.3. Stanovení celkové absorpce vody Pro stanovení celkové absorpce vody byly použity stejné vzorky jako při stanovení tloušťkového bobtnání. Větší schopnost absorbovat vodu vykazoval materiál OSB, který svou hmotnost po 24 hodinách uložení ve vodě zvětšil až na 1,5 násobek své váhy. V tomto souboru se také vyskytla největší variabilita naměřených hodnot. Při sledování závislosti absorpce vody materiálu OSB na jeho hustotě byla zjištěna klesající schopnost absorpce vody v závislosti na zvyšující se hustotě.
Tab. 18 Statistické vyhodnocení celkové absorpce vody OSB tl. 18 mm
OSB tl. 18 mm
CTD tl. 18 mm
CTD tl. 18 mm
Počet hodin máčení
2
24
2
24
Počet vzorků
18
18
18
18
Průměr [%]
15,47
43,37
9,48
15,65
Medián [%]
15,83
43,2
9,19
15,58
Směrodatná odchylka [%]
1,38
3,87
0,93
1,11
Minimum [%]
12,8
36,59
8,26
14,1
Maximum [%]
17,8
51,39
11,07
17,72
Variační rozpětí
5
14,8
2,81
3,62
Variační koeficient
8,94
8,93
9,85
7,1
Dolní kvartil [%]
14,15
41,46
8,72
14,73
Horní kvartil [%]
16,54
44,49
10,06
16,21
57
Graf 7 Rozložení hodnot celkové absorpce vody materiálů OSB a CTD po 2 a 24 hodinách máčení pomocí krabicových grafů 55
Celková absorpce vody [%]
50 45 40 35 30 25 20 15 10 5
OSB 2
OSB 24
58
CTD 2
CTD 24
Graf 8 Závislost celkové absorpce vody materiálu OSB na hustotě po 2 hodinách máčení
Celková absorpce vody OSB po 2 hod. [%]
19
18
17
16
15
14
13
12 520
540
560
580
hustota OSB [kg/m3]
59
600
620
640
5.2.4. Stanovení meze pevnosti v ohybu Pro experiment stanovení meze pevnosti v ohybu byly použity materiály OSB, cementotřísková deska, dřevotřísková deska a překližka. Vzorky OSB byly testovány ve směru příčném a podélném na výrobní tok. Vzorky překližky ve směru rovnoběžně s dřevními vlákny a kolmo na dřevní vlákna. Nejvyšších hodnot meze pevnosti dosahovala překližka ve směru rovnoběžném s dřevními vlákny s průměrnou pevností 79,37 N⋅mm–2. Hodnoty meze pevnosti u materiálů OSB a dřevotřískové desky byly přibližně stejné. Nejmenší pevnost byla naměřena u cementotřískové desky.
Tab. 19 Statistické vyhodnocení meze pevnosti OSB podélný směr
OSB příčný směr
CTD
DTD
Překližka podélně s vl.
Překližka kolmo na vl.
15
15
15
15
15
15
[N⋅⋅mm–2]
25,85
15,65
10,16
15,39
79,37
40,63
Medián [N⋅⋅mm–2]
24,57
16,16
10,13
15,49
79,48
40,25
Směrodatná odchylka [N⋅⋅mm–2]
3,07
2,06
0,64
1,28
5,7
2,20
Minimum [N⋅⋅mm–2]
21,27
12,2
9,13
12,81
69,64
37,51
Maximum [N⋅⋅mm–2]
32,41
18,43
11,57
17,27
89,38
45,86
Variační rozpětí
11,14
6,23
2,44
4,46
19,74
8,35
Variační koeficient
11,89
13,18
6,31
8,33
7,19
5,42
Dolní kvartil [N⋅⋅mm–2]
23,71
13,05
9,72
14,35
74,9
39,47
Horní kvartil [N⋅⋅mm–2]
28,5
16,97
10,44
16,42
84,51
41,75
Počet vzorků Průměr
60
Graf 9 Rozložení hodnot meze pevnosti měřených materiálů pomocí krabicových grafů 100 90 80
Mez pevnosti [N⋅mm-2]
70 60 50 40 30 20 10 0
OSB ∥
OSB ┴ CTD
61
DTD
Překl. ∥ Překl. ┴
5.2.4.1. Porovnání průběhů zatěžovacích křivek jednotlivých materiálů Následující grafy byly vyexportovány z programu tXpert. Znázorňují závislost zatěžovací síly na průhybu. Při dosažení Fmax došlo k porušení vzorku.
Síla [N]
Graf 10 Průběhy zatěžovacích křivek OSB
Průhyb [mm]
Síla [N]
Graf 11 Průběhy zatěžovacích křivek CTD
Průhyb [mm]
62
Síla [N]
Graf 12 Průběhy zatěžovacích křivek DTD
Průhyb [mm]
Síla [N]
Graf 13 Průběhy zatěžovacích křivek překližky
Průhyb [mm]
63
Graf 14 Závislost pevnosti v ohybu materiálu OSB na hustotě (příčný směr) 19
18
Pevnost [Nmm2]
17
16
15
14
13
12
11 540
550
560
570
580
590
600
Hustota OSB [kg/m3] Graf 15 Závislost pevnosti v ohybu materiálu CTD na hustotě 11,8 11,6 11,4
Pevnost CTD [N mm-2]
11,2 11,0 10,8 10,6 10,4 10,2 10,0 9,8 9,6 9,4 9,2 9,0 1300
1320
1340
1360
1380
Hustota CTD [kg m-3]
64
1400
1420
1440
5.2.5. Stanovení modulu pružnosti v ohybu Z měřených materiálů vykazovala nejvyšší modul pružnosti cementotřísková deska s průměrnou hodnotou 9692,9 N⋅mm-2. Nejmenší modul pružnosti byl naměřen u materiálu OSB 2639,25 N⋅mm-2. U materiálu OSB s rostoucí tloušťkou klesá modul pružnosti (graf č. 17) a s rostoucí hustotou se modul pružnosti zvyšuje.(graf č.18).
Tab. 20 Statistické vyhodnocení modulu pružnosti OSB podélný směr
OSB příčný směr
Překližka podélně s vl.
Překližka kolmo na vl.
15
15
15
15
9692,9
3278,95
8461
3334,78
2635,26
9752,65
3240,69
8509
3265,41
471,12
153,65
633,32
168,86
302,28
300,64
Minimum [N⋅⋅mm–2]
4156,24
2307,69
8745,92
3026,97
7898,5
2845,51
Maximum [N⋅⋅mm–2]
5798,45
2846,42
11161,51
3595,53
8859,45
3785,5
Variační rozpětí
1642,21
538,73
2415,59
568,56
960,95
939,99
Variační koeficient
9,62
5,82
6,53
5,15
3,57
9,01
Dolní kvartil [N⋅⋅mm–2]
4562,49
2535,03
9071,58
3144,02
8206,85
3152,41
Horní kvartil [N⋅⋅mm–2]
5234,25
2773,11
9991,92
3329,28
8759,49
3674,54
CTD
DTD
15
15
4894,78
2639,25
Medián [N⋅⋅mm–2]
4897,56
Směrodatná odchylka [N⋅⋅mm–2]
Počet vzorků Průměr [N⋅⋅mm–2]
65
Graf 16 Rozložení hodnot modulu pružnosti měřených materiálů pomocí krabicových grafů 12000 11000 10000 9000
Modul pružnosti [N⋅mm-2]
8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000
OSB ∥ OSB ┴ CTD
66
DTD
Překl. ∥ Překl. ┴
Graf 17 Závislost modulu pružnosti v ohybu materiálu OSB na tloušťce (příčný směr) 2900
Modul pružnosti [N mm-2 ]
2800
2700
2600
2500
2400
2300
2200 18,1
18,2
18,3
18,4
18,5
18,6
18,7
Tloušťka OSB [mm]
Graf 18 Závislost modulu pružnosti v ohybu materiálu OSB na hustotě (příčný směr) 2900
Modul pružnosti [N mm-2]
2800
2700
2600
2500
2400
2300
2200 540
550
560
570
Hustota OSB [kg m-3]
67
580
590
600
5.2.6. Shrnutí experimentální části Pro snadnější orientaci v naměřených hodnotách byla vytvořena tabulka obsahující přehled průměrných hodnot všech měřených veličin.
Tab. 21 Přehled průměrných hodnot všech měřených vlastností OSB tl. 18 mm
CTD tl. 18 mm
DTD tl. 18 mm
Překližka tl. 15mm
568,33
1359,43
638,73
669,4
2 hod.
8,43
0,36
24 hod.
17,89
1,13
Celk. absorpce
2 hod.
15,47
9,48
vody [%]
24 hod.
43,37
15,65
Směr zatížení
Doba máčení
Hustota [kg⋅⋅m-3]
Tl. Bobtnání [%]
25,85
Pevnost v ohybu [N⋅⋅mm–2]
Podélně Příčně
15,65
Modul pružnosti v ohybu [N⋅⋅mm–2]
Podélně
4894,78
79,37 10,16
40,63 8461 9692,9
Příčně
2639,25
68
15,39
3278,95 3334,78
6. Diskuze Měření hustoty probíhalo u všech testovaných materiálů. U OSB desky byla naměřena průměrná hustota 563,33 kg⋅m-3.
CTD vykazovala průměrnou hustotu
1359,43 kg⋅m-3. Průměrná hustota DTD byla 638,73 kg⋅m-3 . Hustota překližky byla 669,4 kg⋅m-3 . Hustota materiálu je dána především hustotou použité dřeviny a druhem a množstvím použitého pojiva (lepidlo v případě OSB, DTD, překližky, cement v případě CTD). Pro výrobu OSB by se měly upřednostňovat dřeviny s hustotou v rozmezí 350700 kg/m3. Rozdíly hustoty u jednotlivých vzorků OSB jsou také dány rozdílným hustotním profilem vzorků. Hustotní profil závisí především na průběhu lisování (lisovacím tlaku), skladbě třískového koberce (velikost třísek) a vlhkosti třískového koberce. Vytvoření hustotního profilu závisí na odporu třísek vůči zhuštění. Třísky tenké a ploché jsou zhustitelné snadněji než velké třísky nepravidelných tvarů. U matriálů OSB a CTD byla zjišťována závislost tloušťky desky na hustotě. V obou případech se zvyšovala hustota s klesající tloušťkou. Tato závislost může souviset s větším zhuštěním třísek při menší tloušťce desky. Měření tloušťkového bobtnání probíhalo na materiálech OSB a CTD. Naměřené hodnoty tloušťkového bobtnání po 12 hodinách byly pro OSB 8,43 % a pro CTD 0,36 %. Po 24 hodinách byla hodnota pro OSB 17,89 %, pro CTD 1,13 %. Hodnoty CTD jsou velmi příznivé především z důvodu nízké nasákavosti cementu obsaženého v CTD. CTD desky jsou tvořeny z 25 % cementem a 63 % tvoří dřevní hmota. U desek OSB je podíl dřevní hmoty 95%. Tloušťkové bobtnání OSB desek ovlivňuje hustotní profil. U desek OSB se dá docílit snížení tloušťkového bobtnání strmým hustotním profilem. Strmý hustotní profil se dosahuje při rychlém zhuštění, tj. rychlém dosažení maximálního lisovacího tlaku. Tímto způsobem dosáhneme většího zhuštění povrchových vrstev oproti středovým, což způsobí zpomalení průchodu vlhkosti přes hutné povrchové vrstvy směrem do středu desky. V rámci tloušťkového bobtnání byla vyšetřena závislost bobtnání na hustotě. Tato závislost vykazovala klesající bobtnání s rostoucí hustotou materiálu. Závislost se dá vysvětlit tím, že do vzorků s menší hustotou lépe prostupuje voda, která následně způsobuje tloušťkové bobtnání. Absorpce vody byla zjišťována na vzorcích OSB a CTD. Celková absorpce vody po 2 hodinách máčení byla v případě desky OSB 15,47 %, v případě CTD 9,48 %. Po 24 69
hodinách máčení vykazovala OSB absorpci 43,37 % a CTD 15,65 %. Rozdíly v absorpci vody jsou opět dány rozdílným složením jednotlivých materiálů a jejich hustotou. Výrazně nižší hustota OSB desky oproti CTD umožňuje lepší průnik vody do materiálu a tím i jeho zvýšenou nasáklivost. Ta v případě 24 hodinového máčení způsobila nárůst hmotnosti téměř na jeden a půl násobek původní hmotnosti vzorků OSB. Tato závislost se potvrdila i proložením závislostí 2 a 24 hodinové absorpce a hustoty OSB. S rostoucí hustotou klesá celková absorpce vody materiálu OSB. Nejvyšších hodnot pevnosti v ohybu dosahovala překližka ve směru rovnoběžném s dřevními vlákny s průměrnou pevností 79,37 N⋅mm–2. I přes menší tloušťku překližky oproti ostatním měřeným materiálům byla tato hodnota zdaleka nejvyšší. Hodnoty meze pevnosti u materiálů OSB a dřevotřískové desky byly přibližně stejné. Nejmenší pevnost 10,16 N⋅mm–2 byla naměřena u cementotřískové desky. Pevnost v ohybu je u OSB a DTD opět závislá na hustotním profilu. Vyšších hodnot pevnosti dosahují desky se strmým hustotním profilem (povrchové vrstvy více zhuštěny než vrstvy středové). V případě desek OSB má na mez pevnosti výrazný vliv orientace třísek v OSB desce. Jelikož je orientace středových vrstev vzhledem k povrchovým kolmá, má OSB v podélném směru přibližně 2x vyšší pevnost, než ve směru příčném. Negativní vliv na pevnost OSB může mít také přítomnost kůry, způsobující nesoudružnost desky. V případě překližky má na pevnost vliv směr dřevních vláken povrchových vrstev. Pevnost v podélném směru je u překližky přibližně dvojnásobná oproti pevnosti ve směru příčném. U materiálu OSB a CTD byla zjišťována závislost pevnosti v ohybu na hustotě. U obou materiálů se potvrdila zvyšující se pevnost v ohybu s rostoucí hustotou vzorku. Z měřených materiálů vykazovala nejvyšší modul pružnosti cementotřísková deska s průměrnou hodnotou 9692,9 N⋅mm-2. Nejnižší modul pružnosti byl naměřen u materiálu OSB 2639,25 N⋅mm-2. Dřevotřísková deska vykazovala modul pružnosti 3278,95 N⋅mm-2 a překližka 8461 N⋅mm-2 . Závislost modulu pružnosti na směru zatížení desky je opět podobná jako v případě pevnosti v ohybu. V případě OSB je ve směru podélném na výrobní tok modul pružnosti přibližně 2,5 x vyšší než ve směru kolmém na výrobní tok. Modul pružnosti překližky je ve směru rovnoběžném s dřevními vlákny přibližně dvojnásobný oproti směru kolmo na vlákna. Závislost modulu pružnosti v ohybu na hustotě desky OSB vykazovala rostoucí tendenci modulu pružnosti s hustotou. Naopak s rostoucí tloušťkou OSB desky se modul pružnosti 70
snižoval. To může být vysvětleno již zmíněným faktem, že s rostoucí tloušťkou klesá hustota OSB.
Při kompilačním zjišťování použitelnosti materiálů popsaných v první části této práce byly zjištěny příznivé hodnoty pevnosti vrstveného dřeva v porovnání s konstrukčním masivním dřevem. Kerto-S vykazovalo vyšší hodnotu pevnosti v porovnání se v současnosti používaným konstrukčním smrkovým dřevem. Z tohoto důvodu nahrazuje masivní dřevo v konstrukcích, kde jsou kladeny vysoké požadavky na pevnost. Kerto-S se uplatňuje především u velkých rozpětí střech, vaznic, krokví, překladů. Jeho značnou nevýhodou oproti masivnímu konstrukčnímu dřevu je však jeho vysoká cena a v současnosti špatná dostupnost. Dalším materiálem, který se uplatňuje především v konstrukcích velkých rozpětí, je lepené lamelové dřevo. BSH vykazuje opět lepší pevnostní charakteristiky, jeho cena je však oproti konstrukčnímu smrkovému dřevu vyšší. Při zjišťování parametrů materiálů pro opláštění dřevostaveb byly opět zjištěny příznivé hodnoty pro vrstvené dřevo - překližku. I přes dobré mechanické vlastnosti překližky je však stále častěji nahrazována levnější OSB deskou. Nevýhodou použití OSB ve stavebnictví oproti překližce je však výrazně větší bobtnání a tím i horší odolnost proti vlhkosti. Cementotřísková deska se ve stavebnictví využívá především pro podlahové systémy, podhledy, stěny a příčky. Její hlavní výhodou je velmi malá hodnota tloušťkového bobtnání a celková odolnost vůči vlhkosti, napadení dřevokaznými houbami či plísním. Křížem lepené lamelové dřevo CLT nachází díky svým dobrým pevnostním charakteristikám uplatnění v celé řadě stavebních konstrukcí. Pro konstrukce nosných a nenosných stěn a příček se používá Novatop Solid, pro konstrukce velkých rozpětí byl vyvinut Novatop Static. Novatop Element vynikají malou hmotností a vysokou statickou únosností. Používají se především pro nosné stropy a střechy.
71
7. Závěr V současné době roste obliba používání přírodních materiálů ve stavebnictví. Tento trend jde ruku v ruce se zvyšujícími se nároky na šetrné hospodaření s přírodními zdroji tedy i se dřevem. Objevuje se snaha vytvořit materiály na bázi dřeva, které budou konkurovat masivnímu dřevu v mechanických vlastnostech při současném zachování přírodní textury dřeva a co největším zužitkování dřevařské suroviny. Cílem této práce bylo posoudit možnost použití vrstvených masivních materiálů v dřevostavbách. Rozhodujícím parametrem pro zabudování daného materiálu na bázi dřeva do konstrukce je pevnost. Vrstvené materiály vykazovaly v tomto ohledu lepší parametry oproti masivnímu dřevu. Nevýhodou je však poměrně vysoká cena. Vrstvené materiály jako např. Parallam proto nachází uplatnění především v konstrukcích vyžadujících vysoké pevnostní nároky, kde je cena až druhořadým kritériem. Vrstvené dřevo v podobě BSH nosníků je v současnosti na českém trhu poměrně rozšířené díky dobrému poměru ceny a pevnosti tohoto materiálu. Při srovnání materiálů používaných ve stavebnictví k opláštění měla překližka opět lepší pevnostní charakteristiky oproti OSB i cementotřískové desce. Vzhledem k vyšší ceně je však překližka v současnosti nahrazována OSB deskou. Poměrně nový stavební systém využívající výhody vrstvení masivního dřeva je CLT systém. Bloky křížem lepeného lamelového dřeva se mohou díky dobrým pevnostním charakteristikám využít v nosných i nenosných částech stavby. Panely CLT splňují statické požadavky již při malých tloušťkách. Díky dobré dostupnosti tohoto matriálu v ČR by mohl zájem o tento materiál v příštích letech stoupat.
72
8. Summary The aim of this thesis was to analyze assessment of use laminated materials in wood constructions. In the experimental part of this thesis were measured physical and mechanical properties of OSB board (by Kronospan Jihlava), particle board (by Lukapol), cement board (by CIDEM Hranice, a.s.) and plywood (by Dyas). Density, swelling, absorption of water, strength and modulus of elasticity in bending were analyzed on these specimens. Results were statistically evaluated. The larges value of density 1359 kg⋅m-3 was measured at cement board material. The lowest value of density 638 kg⋅m-3was measured at particle board. The measuring of thickness swelling was carried out on OSB board and cement board. The thickness swelling of cement board was 0,36 % (2 hours) and 1,13 % (24 hours). The thickness swelling of OSB board was 8,43 % (2 hours) and 17,89 % (24 hours). The absorption of water was higher at OSB material. After 2 hours water soaking was absorption of this material 15,47 %, after 24 hours 43,37 %. The absorption of water cement board after 2 hours was 9,48 % and after 24 hours 15,65 %. High value of bending strength 79,37 N⋅mm-2 was measured at plywood along fiber. Bending strength 40,63 N⋅mm-2 was measured at plywood across fiber. Lowest bending strength 10,16 N⋅mm-2 was analyzed for cement board. Highest modulus of elasticity 9692 N⋅mm-2 was analyzed at cement board.
73
9. Literatura Použitá literatura KRÁL, Pavel; HRÁZSKÝ, Jaroslav. Kompozitní materiály na bázi dřeva Část 2: Dýhy a vrstvené masivní materiály. Brno: MZLU v Brně, 2005, 210 s. ISBN 80-7157-878-9
HRÁZSKÝ, Jaroslav; KRÁL, Pavel. Kompozitní materiály na bázi dřeva Část 1: Aglomerované materiály. Brno: MZLU v Brně, 2007, 253 s. ISBN 978-80-7375-034-3
KRÁL, Pavel a Jaroslav HRÁZSKÝ. Kompozitní materiály na bázi dřeva Část 2: Dýhy a vrstvené masivní materiály: cvičení 1. vyd. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 2006, 168 s. ISBN 80-7157-934-3.
SVOBODA, Luboš. Stavební hmoty. 1. české vyd. Bratislava: Jaga group, 2005, 471 s. ISBN 80-8076-007-1.
VAVERKA, Jiří. Dřevostavby pro bydlení. 1. vyd. Praha: Grada, 2008, 376 s. ISBN 978-80-247-2205-4.
KOLB, Josef. Dřevostavby: systémy nosných konstrukcí, obvodové pláště. 1. vyd. Praha: Grada, 2008, 317 s. ISBN 978-80-247-2275-7.
KOŽELOUH, Bohumil. Dřevěné konstrukce podle eurokódu 5 STEP 1. Zlín: 1998, 400 s. ISBN 80-238-2620-4.
KOŽELOUH, Bohumil. Dřevěné konstrukce podle Eurokódu 5 STEP 2. Vyd. 1. Praha: Informační centrum ČKAIT, 2004, 401 s. ISBN 80-86769-13-5.
SLAVÍČKOVÁ, Jolana, Zdeněk FORSTER a Vlastimil EHRMAN. Nové Rochlovy stavební tabulky. 2. vyd /. Praha: INCON-F, 2003, 504 s. ISBN 80-902397-6-5.
74
Použité normy ČSN EN 14279-A1: Vrstvené dřevo (LVL) - Definice, klasifikace a specifikace, 2009
ČSN EN 338: Konstrukční dřevo - Třídy pevnosti, 2010
ČSN EN 1194: Dřevěné konstrukce - Lepené lamelové dřevo - Třídy pevnosti a stanovení charakteristických hodnot, 1999
ČSN EN 300: Desky z orientovaných plochých třísek (OSB) - Definice, klasifikace a požadavky, 2007
ČSN EN 634-2: Cementotřískové desky - Specifikace - Část 2: Požadavky pro třískové desky pojené portlandským cementem pro použití v suchém, vlhkém a venkovním prostředí, 2007
ČSN EN 338: Konstrukční dřevo - Třídy pevnosti, 2010
ČSN EN 326-1: Desky ze dřeva - Odběr vzorků, nařezávání a kontrola - Část 1: Odběr vzorků, nařezávání zkušebních těles a vyjádření výsledků zkoušky, 1997
ČSN EN 323: Dosky z dreva. Zisťovanie hustoty, 1994
ČSN EN 325: Desky ze dřeva. Stanovení rozměrů zkušebních těles, 1995
ČSN EN 310: Desky ze dřeva. Stanovení modulu pružnosti v ohybu a pevnosti v ohybu, 1996
ČSN EN 317: Třískové a vláknité desky. Stanovení bobtnání po uložení ve vodě, 1995
75
Elektronické prameny
METTEM, C.J. GORDON, J.A., BEDDING, B. Structural timber composites. [online] citováno 24.4.2012
BÖHM, REISNER, BOMBA, Materiály na bázi dřeva. [online] citováno 26. 4. 2012
WOODDEKOBB s.r.o. Nízkoenergetické dřevostavby, [online] citováno 12.4.2012
FAO, [online] citováno 20.2.2012
UNECE, Forest products Annual Market Review, [online] citováno 16. 3. 2012 < http://www.unece.org/fileadmin/DAM/timber/publications/Final_FPAMR2009.pdf>
CETRIS, Cementotřískové desky pro stavebnictví, [online] citováno 2. 4. 2012 < http://www.cetris.cz/pagedata_cz/vlastnosti-desek.pdf >
STASA, OSB desky, [online] citováno 2. 4. 2012 < http://www.stasa.cz/osb-dtd-desky.html>
WOOD BY WY, [online] citováno 18. 4. 2012 < http://www.woodbywy.com/literature/tj-9000.pdf>
SCRIBD, Timber designer’s manual, [online] citováno 13. 4. 2012
76
Katalogy a ceníky firem katalog finnforest KERTO . [online] citováno 3. 4. 2012
katalog BSH, [online] citováno 21. 4. 2012 < http://palubky-vencl.cz/data/ext-754.pdf
katalog KVH, [online] citováno 21. 4. 2012
katalog NOVATOP . [online] citováno 2. 5. 2012
ceník ASHBY LUMBER, Engineered Product Parallam, [online] citováno 3. 4. 2012
ceník CETRIS, [online] citováno 2. 4. 2012 < http://www.cetris.cz/ceniky/cenik-desek-basic-plus-sluzby/>
ceník ABC DŘEVO, [online] citováno 2. 4. 2012 < http://www.abcdrevo.cz/index_htm_files/cenik_2011.pdf>
technický list PLOMA. [online] citováno 21. 3. 2012 < http://www.ploma.cz/pdf/katalogove_listy/TECH.pdf?new=a>
77
SEZNAM TABULEK Tab. 1 Rozměry Microllamu (http://www.ttlchiltern.co.uk) ........................................... 13 Tab. 2 Fyzikální a mechanické vlastnosti Microllamu ................................................... 13 Tab. 3 Standardní formáty Kerto-S (http://www.finnforest.cz) ..................................... 15 Tab. 4 Charakteristické hodnoty mechanických vlastností materiálu Kerto .................. 16 Tab. 5 Rozměry Parallamu (http://www.ttlchiltern.co.uk).............................................. 17 Tab. 6 Fyzikální a mechanické vlastnosti Parallamu (http://www.ttlchiltern.co.uk) ...... 17 Tab. 7 Fyzikální a mechanické vlastnosti Novatop Static tl. 60 mm (http://www.novatop-system.cz) ...................................................................................... 19 Tab. 8 Vybrané vlastnosti překližek firmy Ploma a.s. (http://www.ploma.cz) ............... 21 Tab. 9 Charakteristické hodnoty fyzikálních a mechanických vlastností KVH (ČSN EN 338, 2010) ....................................................................................................................... 24 Tab. 10 Fyzikální a mechanické vlastnosti BSH (ČSN EN 1194, 1999) ........................ 27 Tab. 11 Typy OSB dle ČSN EN 300 .............................................................................. 29 Tab. 12 Požadavky na desky OSB/3 vybraných tloušťkových tříd ................................ 29 Tab. 13 Fyzikální a mechanické vlastnosti desky CETRIS (http://www.cetris.cz a ČSN EN 634-2) ........................................................................................................................ 33 Tab. 14 Celkový přehled vybraných vlastností materiálů pro konstrukční části stavby 34 Tab. 15 Celkový přehled plošných materiálů ................................................................. 37 Tab. 16 Statistické vyhodnocení hustoty testovaných materiálů .................................... 51 Tab. 17 Statistické vyhodnocení tloušťkového bobtnání ................................................ 54 Tab. 18 Statistické vyhodnocení celkové absorpce vody ............................................... 57 Tab. 19 Statistické vyhodnocení meze pevnosti ............................................................. 60 Tab. 20 Statistické vyhodnocení modulu pružnosti ........................................................ 65 Tab. 21 Přehled průměrných hodnot všech měřených vlastností ................................... 68
78
SEZNAM GRAFŮ Graf 1 Rozložení hodnot hustoty měřených materiálů pomocí krabicových grafů ........ 52 Graf 2 Závislost hustoty OSB desky na její tloušťce ...................................................... 53 Graf 3 Závislost hustoty CTD desky na její tloušťce ..................................................... 53 Graf 4 Rozložení hodnot tloušťkového bobtnání OSB a CTD po 2 a 24 hodinách pomocí krabicových grafů .............................................................................................. 55 Graf 5 Závislost tloušťkového bobtnání OSB na hustotě po 2 hod. ............................... 56 Graf 6 Závislost tloušťkového bobtnání OSB na hustotě po 24 hod. ............................. 56 Graf 7 Rozložení hodnot celkové absorpce vody materiálů OSB a CTD po 2 a 24 hodinách máčení pomocí krabicových grafů .................................................................. 58 Graf 8 Závislost celkové absorpce vody materiálu OSB na hustotě po 2 hodinách máčení ............................................................................................................................. 59 Graf 9 Rozložení hodnot meze pevnosti měřených materiálů pomocí krabicových grafů ........................................................................................................................................ 61 Graf 10 Průběhy zatěžovacích křivek OSB .................................................................... 62 Graf 11 Průběhy zatěžovacích křivek CTD .................................................................... 62 Graf 12 Průběhy zatěžovacích křivek DTD .................................................................... 63 Graf 13 Průběhy zatěžovacích křivek překližky ............................................................. 63 Graf 14 Závislost pevnosti v ohybu materiálu OSB na hustotě (příčný směr) ............... 64 Graf 15 Závislost pevnosti v ohybu materiálu CTD na hustotě ..................................... 64 Graf 16 Rozložení hodnot modulu pružnosti měřených materiálů pomocí krabicových grafů ................................................................................................................................ 66 Graf 17 Závislost modulu pružnosti v ohybu materiálu OSB na tloušťce (příčný směr)67 Graf 18 Závislost modulu pružnosti v ohybu materiálu OSB na hustotě (příčný směr) 67
79
SEZNAM OBRÁZKŮ Obr. 1 Schéma výrobního procesu materiálu Kerto (materiály Finnforest) ................... 14 Obr. 2 Produkce překližek v zemích FEIC (http://www.europlywood.be) ..................... 22 Obr. 3 Schéma výrobního procesu lepeného lamelového dřeva (Koželouh, 2005) ........ 25 Obr. 4 Produkce desek OSB v Evropě v letech 2004-2009 (UNECE TIMBER database, 2009) ............................................................................................................................... 30 Obr. 5 Schéma výrobní linky desek CETRIS (http://www.cetris.cz) ............................. 31 Obr. 6 Detail stropu s použitím materiálu Kerto (www.finnforest.co.uk) ....................... 35 Obr. 7 Konstrukce podlahy přízemí (Král, Hrázský, 2006)............................................ 38 Obr. 8 Konstrukce podlahy mezipatrové (Král, Hrázský, 2006) .................................... 38 Obr. 9 I-nosník (Böhm, 2012) ......................................................................................... 39 Obr. 10 Difúzně otevřená konstrukce vnější stěny s použitím OSB (www.tfh.cz) ......... 39 Obr. 11 Difúzně uzavřená konstrukce vnější stěny s použitím OSB (www.ecomodula.cz) ........................................................................................................................................ 39 Obr. 12 Konstrukce vnější stěny s použitím CTD (www.cetris.cz) ................................ 40 Obr. 13 Detail stropu s použitím CTD (www.cetris.cz) .................................................. 40 Obr. 14 Detail spojení stěny se střechou (www.cetris.cz) ............................................... 41 Obr. 15 Obvodová stěna s použitím Novatop Solid (www.novatop-system.cz) ............. 42 Obr. 16 Konstrukce šikmé střechy s použitím Novatop Elements (www.novatopsystem.cz) ........................................................................................................................ 43 Obr. 17 Místa měření zkušebních těles (ČSN EN 325, 1995)......................................... 45 Obr. 18 Zkušební vzorek umístěný na podpěrách zkušebního zařízení ......................... 47 Obr. 19 Umístění zkušebního vzorku v přístroji Zwick ................................................. 48 Obr. 20 Lineární část zatěžovací křivky (ČSN EN 310 1996) ........................................ 49
80
