na bázi dřeva Dřevěné konstrukce 6

Transkript

1 Konstrukční prvky a ostatní výrobky na bázi dřeva Dřevěné konstrukce 6 Dřevěné konstrukce, syllaby přednášek FSv ČVUT Praha 2009 Prof. Ing. Jan Krňanský, CSc. 1

2 Moderní konstrukce na bázi dřeva: moderní materiálová báze Dřevěné konstrukce, syllaby přednášek FSv ČVUT Praha 2009 Prof. Ing. Jan Krňanský, CSc. 2

3 Aktuální stav v oblasti materiálů V rámci EU tisíce produktů: Konstrukční tyčové prvky Konstrukční plošné materiály Plošné materiály pro podlahy, příčky, nábytkářský průmysl Obkladové materiály Izolační materiály.. Objemové hmotnosti výrobků kg/m 3 Zásadní role MI: orientace Inženýrský odhad chování materiálů Problém povinných a dobrovolných deklarací vlastností Odhad chování určitého materiálu po zabudování do konstrukce Dramatický nástup moderních technologií do zpracování dřeva Lepení Mechanické pracování (NC technologie CAD compatible) Tepelná zpracování a užití mikrovln Předložené informace je pokus o neúplný screening aktuálního stavu Dřevěné konstrukce, syllaby přednášek FSv ČVUT Praha 2009 Prof. Ing. Jan Krňanský, CSc. 3

4 Tradiční lepidla pro malou výrobu Lepidla glutinová Glutinoválepidla patří mezi nejstarší lepidla, obvykle se nazývají kostní nebo kožní klih. Dnes v uměleckém truhlářství a při výrobě hudebních nástrojů. Lisovací doba činí 2 až 4 hodiny. Slepený spoj, při němž bylo použito živočišných klihů, není odolný vůči vodě, zvýšené teplotě ani mikroorganizmům. Lepidla kaseinová Kaseinovélepidlo je v podstatě odtučněný, vysušený a na prášek rozemletý tvaroh, který se mísí s páleným práškovým vápnemapotaší(k 2 CO 3 ). Lepidlo lze užít i za nízkých teplot (až do +5 C). Lisovací doba je delší (nejméně 5h). Spoj odolává vodě a zvýšené teplotě,méně mikroorganismům. Polyvinylacetátová disperze (vodou ředitelná) Polyvinylacetátová disperze (PVAc) patří mezi moderní dřevařská lepidla. Disperzní lepidla v podstatě vytlačila lepidla ostatní. Výhody: dají se použít za studena, vyžadují kratší lisovací dobu a lepený spoj je odolný vůči vodě, teplotě i mikroorganismům. Dřevěné konstrukce, syllaby přednášek FSv ČVUT Praha 2009 Prof. Ing. Jan Krňanský, CSc. 4

5 Lepidla pro průmyslovou výrobu Důležité kritérium hodnocení lepidel: emisní limity tzv. VOClátky (VolatileOrganicCompounds), tj. těkavé organické sloučeniny. Evropská nařízení se o VOClátkách zmiňují, jejich hodnocení a limity však v rámci EU ještě nejsou jednotné. Formaldehyd (plyn, HCHO) je klasifikován jako pravděpodobný karcenogen. Jako průmyslová lepidla (DTD, OSB, překližky.) jsou v současné době používány pryskyřice fenol-formaldehydové(pf), pryskyřice močovino-formaldehydové(uf), pryskyřice melamin-močovino-formaldehydové(muf) pryskyřice polyuretanové (MDI) MDI pojivo neobsahuje formaldehyd (HCHO) proto je měřitelný obsah formaldehydu emitujícího se z pojených výrobků nutné přičítat přírodní formě formaldehydu, vyskytujícího se pouze v použité dřevní hmotě. vývoj směřuje k lepidlům bez těkavých látek formaldehyd Dřevěné konstrukce, syllaby přednášek FSv ČVUT Praha 2009 Prof. Ing. Jan Krňanský, CSc. 5

6 Výrobky z lepeného masivu Dřevěné konstrukce, syllaby přednášek FSv ČVUT Praha 2009 Prof. Ing. Jan Krňanský, CSc. 6

7 Lepený masiv-nosníky (sloupky, pruty) Konstrukční masiv KVH (cinkované) standardní délky jsou 5,0 a 13,0 m Do rozměru 120*200 mm Duo Trio trámy (Duplex, Triplex) standardní délky jsou 12,0 a 18,0 m Do rozměru 160*240 mm BSH(lamelové) standardní délky jsou 13,0 m Do rozměru 200*400 mm Např. i délka 50m, 500*2000 mm BSH Kulatý profil Délka: vyrábí se v délkách dle přání zákazníka Profil do 240 mm BSH díly ( roubenka ) Délka: vyrábí se v délkách dle přání zákazníka Šířka profilu 220,výška do 240 mm Dřevěné konstrukce, syllaby přednášek FSv ČVUT Praha 2009 Prof. Ing. Jan Krňanský, CSc. 7

8 Lepený masiv: desky a stěny Biodeska(SWP- solid wood panel) překližka z prken Tloušťka cca do 150 mm Rozměr desky do 2,5*8 m Stropní panely T&G Běžně š. 640, výška do 240 mm Délka běžně do 6 m Třívrstvé desky bednění Primárně pro bednění pro žb. Tl mm, desky běžně 2*6 m Povrchy možno opatřit dezénem (pohledový beton) Ve spojení s dřevěnými I-nosníky Dřevěné konstrukce, syllaby přednášek FSv ČVUT Praha 2009 Prof. Ing. Jan Krňanský, CSc. 8

9 Výrobky z dýh a aglomerovaného dřeva Dřevěné konstrukce, syllaby přednášek FSv ČVUT Praha 2009 Prof. Ing. Jan Krňanský, CSc. 9

10 Lepené plošné materiály: desky z dýhy a aglomerovaného dřeva Klasifikace komponent (US): kulatina, stavební dřevo, tlusté dýhy, dýhy, dlouhé třísky/štěpky, štěpky, jemné štěpky, Dřevitá vlna (hobliny), třísky/jehly, piliny, dřevovlákno, papírové vlákno, dřevní moučka, celulóza Dřevěné konstrukce, syllaby přednášek FSv ČVUT Praha 2009 Prof. Ing. Jan Krňanský, CSc. 10

11 Klasifikace desek (US) Dřevěné konstrukce, syllabypřednášek FSvČVUT Praha 2009 Prof. Ing. Jan Krňanský, CSc. 11

12 Deskové materiály z dýhy Běžné (ortogonální) překližky pro konstrukce Tloušťky běžně do 50 mm (cca 30 vrstev) Rozměry běžně 1,2*3,6 m, ale také 2,7*12 m Možno interiérové úpravy povrchů Různé dřeviny: smrk, buk, bříza, borovice. Vodovzdorné překližky: Nefóliované, kratší expozice (více prolepeno, např. bednění) Fóliované, delší expozice(na povrchu za tepla vrstva pryskyřice, např. fasády) LVL(laminated veneer lumber), Kerto paralelní překližka Profil běžně do 75*600mm (lze až cca do 2m) Nekonečný pás, délka do 26 m (doprava!) Dřevěné konstrukce, syllaby přednášek FSv ČVUT Praha 2009 Prof. Ing. Jan Krňanský, CSc. 12

13 Lehké třískové desky (waferboard) Lehké lisované třískové desky Různá pojiva (lepidla, cement ) I kompozity (lisování s kuličkami PPS ) V ČR typický reprezentant: Heraklit Dřevěné hobliny pojené cementem Do 80. let tepelná izolace překladů, věnců (vkládáno do bednění) Dnes ve spojení s PPSči miner. vláknem Lignopor, Teklan.. Užívá např. systém Velox Dnes typicky Požární podhledy Akustika Pomocné prostory, průmysl Dřevěné konstrukce, syllabypřednášek FSvČVUT Praha 2009 Prof. Ing. Jan Krňanský, CSc. 13

14 OSBdesky (orientedstrandboard) Desky z dlouhých orientovaných třísek Dnes více technologických postupů Dřevěné konstrukce, syllabypřednášek FSvČVUT Praha 2009 Prof. Ing. Jan Krňanský, CSc. 14

15 OSB desky Materiály: smrk, borovice, osika.lokálně podle země původu Běžně desky do tl. 30 mm, rovné nebo 2-4 PD Rozměry do 2,5*5 m Standardní nebo broušený povrch Různé typy podle vlhkosti prostředí a statické únosnosti Orientační obsah lepidla 6 kg/m 3 Moderní, současný materiál pro dřevostavby EGGER STERLING GLUNZ KRONOSPAN Dřevěné konstrukce, syllaby přednášek FSv ČVUT Praha 2009 Prof. Ing. Jan Krňanský, CSc. 15

16 Dřevotřískové desky Primárně ze dřeva jehličnanů (zpracování zbytkového dřeva ) Dnes v dřevostavbách jako konstrukční materiál vyjímečně, výchozí materiál pro nábytkáře a podlaháře Orietačnědávkování lepidla 60 kg/m 3 Laminování povrchy (podlahy) dýhování Pero a drážka Nábytek a dveře dočasná ochrana Dřevěné konstrukce, syllaby přednášek FSv ČVUT Praha 2009 Prof. Ing. Jan Krňanský, CSc. 16

17 Dřevovláknité desky Výchozí surovina-dřevní vlákno Rozhodující pro klasifikaci: lisovací tlak hustota výsledného výrobku ( kg/m 3 ) Výroba desek lisováním: Suchý proces (více pojiv) Mokrý proces (méně pojiv, lignin) Rozdělení a označování dřevovláknitých desek HDF(highdensityfibreboards),ρ 1000 kg/m 3 MDF(medium density fibreboards) HD, ρ> 800 kg/m 3 MD, 640 < ρ< 800 kg/m 3 LD, ρ< 640 kg/m 3 Izolační desky ρ <300 kg/m 3 Specialita Evropa: DHF, DFF Dřevěné konstrukce, syllaby přednášek FSv ČVUT Praha 2009 Prof. Ing. Jan Krňanský, CSc. 17

18 Desky MDF a HDF podlahy, nábytek, sheeting MDFdesky: Jemná struktura umožňuje frézování povrchu dezény, profilování Profilovaný povrch opatřený laky, barvami nebo laminováním Nábytkářský průmysl (dvířka kuchyňských skřínek ) Desky HDFpouze velmi tenké (nelze dostatečně slisovat tlusté desky) předchůdcem desky typu Sololit Lisované profilované desky dveřních křídel Základní deska pro plovoucí podlahy US a Can: sheeting(vnější fasádní obklady dřevostaveb) Dřevěné konstrukce, syllaby přednášek FSv ČVUT Praha 2009 Prof. Ing. Jan Krňanský, CSc. 18

19 Izolační dřevovláknité desky Materiály kg/m 3 Do 150 kg/m 3 izolace z dřevního vlákna, pružné desky, nepříliš dobrý izolant kg/m 3 tuhé, mírně stlačitelné desky, dobrá tepelná izolace, podlahy (kročejovýútlum), příčky, do 120 mm, formáty až do 2*2,5 m kg/m 3 polotvrdé desky, vynikající konstrukčně-izolační materiál, 4PDdvojitě, do 100 mm, formáty běžně 0,6*2,5 m Konstrukční desky v hydrofobizovanévariantě, často jako kombinace hustot (cena, aplikace) Vzduchotěsný spoj na 4PD Dřevěné konstrukce, syllaby přednášek FSv ČVUT Praha 2009 Prof. Ing. Jan Krňanský, CSc. 19

20 Dřevovláknité desky DHF, DFF(Evropa) Ve skutečnosti běžné dřevovláknité desky, konstruované pro DOK, tedy zejména s ohledem na Vzduchotěsnost (důsledný spoj 4PD) Interiérovou a exteriérovou aplikaci (difuzivita) DHF = MDF (diffusible humidity resistant fibreboards) Objemová hmotnost přes 600 kg/m 3 Vyšší faktor difúzního odporu (>10) Vzduchotěsný spoj Interiérová deska, částečně konstrukční DFF = izolační desky (diffusion-open, moisture balancing fibreboard) Objemová hmotnost kg/m 3 Menší faktor difuzního odporu (μ<3) Vzduchotěsný spoj Hydrofobizováno Exteriérová deska, částečně konstrukční Dřevěné konstrukce, syllaby přednášek FSv ČVUT Praha 2009 Prof. Ing. Jan Krňanský, CSc. 20

21 Doplňkové výrobky Dřevěné konstrukce, syllabypřednášek FSvČVUT Praha 2009 Prof. Ing. Jan Krňanský, CSc. 21

22 Spárovky, laťovky Spárovka Dřevěné plotny, slepené z lamel Průběžné nebo cinkované lamely šíře mm Tloušťky mm, formát až 1,2*3 m Materiály: smrk, borovice, buk, dub, bříza Běžné aplikace: pracovní desky, parapety, schodnice. masiv Laťovka Překližovaný plošný materiál (uvnitř obvykle laťky, špalíky z nepříliš kvalitního dřeva-výplň) Oboustranně dvouvrstvá ortogonálně ukládaná dýha (rozměrová stabilita) plášť: březová, olšová, lípová nebo topolová dýha Oproti lisovaným deskovým materiálům je velmi lehká Tloušťka do 45 mm, formát např. 3*2 m Materiál pro truhlářské práce Dřevěné konstrukce, syllaby přednášek FSv ČVUT Praha 2009 Prof. Ing. Jan Krňanský, CSc. 22

23 Podlahové materiály Podlahové palubky (podlahovky) Běžně mm Prkna nebo lamely 4PD Dřevěné plovoucí podlahy Tvořeno lamelami Zámkový spoj po obvodě Obvykle sendvič, na spodní straně materiál odolný vlhku a deformaci Masivní dřevěné podlahy Tl mm, dle tloušťky PD Standardní šíře 600 mm Délky podle přání Vesměs smrk Dřevěné konstrukce, syllaby přednášek FSv ČVUT Praha 2009 Prof. Ing. Jan Krňanský, CSc. 23

24 Obkladové materiály-peření Palubky vnitřní Nejčastěji smrk Různé profilování Rubové drážky (kroucení) tloušťky 12, mm Palubky a obkladové profily vnější Nejčastěji modřín (sibiřský modřín) Obvykle tlustší (nad 18 mm) Různé typy povrchů, vč. lakování z výroby Opět vhodné opatřovat rubovými drážkami (rozměrová stabilita) Dřevěné konstrukce, syllaby přednášek FSv ČVUT Praha 2009 Prof. Ing. Jan Krňanský, CSc. 24

25 ThermoWood : stabilizace dřeva pro obklady Phase 1.Temperature increase and high-temperature drying. Using heat and steam, the kiln temperature is raised rapidly to a level of around 100 C.Thereafter, the temperature is increased steadily to 130 C, during which time the high-temperature drying takes place and the moisture content in the wood decreases to nearly zero. Phase 2. Heat treatment. Once high-temperature drying has taken place, the temperature is increased to 190 C or 212 C depending of the treatment class. When the target level has been reached, the temperature remains constant for 2 3 hours depending on the end-use application. Phase 3. Cooling and moisture conditioning. The final stage is to lower the temperature by using water spray systems; when the temperature has reached C, remoisturising takesplacetobringthewoodmoisturecontenttoauseablelevel,8 10%. As a result of the process, swelling and shrinkage due to moisture is decreased, which makes Thermowood dimensionally very stable while the biological durability is improved. The wood becomes lighter, resin-free and insulation ability is improved. In the process the wood also develops a beautiful, darker colour that is consistent throughout the wood. Podstatou technologie je zvládnutí materiálových změn(zejména degradace hemicelulózy teplem a modifikace ligninu) a jejich časového průběhu(reologie) v krátkých výrobních lhůtách. Dřevěné konstrukce, syllaby přednášek FSv ČVUT Praha 2009 Prof. Ing. Jan Krňanský, CSc. 25

26 Desky s přídavkem dřeva Dřevěné konstrukce, syllabypřednášek FSvČVUT Praha 2009 Prof. Ing. Jan Krňanský, CSc. 26

27 Cemento-pilino-třískové desky (CETRIS) Složení mixu(% hmotnosti): Dřevo 63% Cement 25% Voda 10% Hydratační přísady 2% Aplikace: podlahy odvětrané fasády, protipožární aplikace, podhledy, Orientační vlastnosti Objemová hmotnost kg/m 3 Tloušťka do 40 mm, základní formát 1,25*3,35 m Pozor na objemové změny (1,5-2 mm/m s vlhkostí) Požární vlastnosti Akustické vlastnosti Odolnost proti biologickým činitelům (plísně, hmyz ) Dřevěné konstrukce, syllabypřednášek FSvČVUT Praha 2009 Prof. Ing. Jan Krňanský, CSc. 27

28 Cemento-pilino-třískové desky (CETRIS) Varianty desek Tloušťky, možnost PD Barevnost a povrchové dezény Speciální akustické aplikace Povrchové vsypy minerálů Dřevěné konstrukce, syllabypřednášek FSvČVUT Praha 2009 Prof. Ing. Jan Krňanský, CSc. 28

29 Sádrovláknité desky Sádrová deska vyztužená ve hmotě dřevní či papírovou vlákninou Statická funkce Značná lokální břemena Požár, biologie Běžně do tl. 18 mm, formát 1250*2500 mm, možno i PD Existují varianty se sníženou difuzivitou (Rigidur Hsd), DOK Dřevěné konstrukce, syllaby přednášek FSv ČVUT Praha 2009 Prof. Ing. Jan Krňanský, CSc. 29

30 Desky které mají se dřevem společný pouze vzhled Dřevěné konstrukce, syllaby přednášek FSv ČVUT Praha 2009 Prof. Ing. Jan Krňanský, CSc. 30

31 Kompaktní desky Vysokotlaké lamináty, se dřevem společný pouze dekor. Avšak Vysoká trvanlivost Vysoká barevná stálost Požární odolnost Vysoká flexibilita povrchů Tvarovatelnost Použití na Vnější fasády Balkonové výplně Lze i do interiéru Řeší problémy Požární odolnosti (DP3) Dlouhodobě stálého vzhledu (architektura) Spolehlivosti a trvanlivosti fasád (výrobce garantuje 50 let) Dřevěné konstrukce, syllaby přednášek FSv ČVUT Praha 2009 Prof. Ing. Jan Krňanský, CSc. 31