Mendelova univerzita v Brně Lesnická a dřevařská fakulta Ústav nábytku, designu a bydlení Pevnost lepených spojů listnatých druhů dřev, vystavených extrémním podmínkám Bakalářská práce 2010 Vladimír Mrňous 1
PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma: Pevnost lepených spojů listnatých druhů dřev, vystavených extrémním podmínkám zpracoval sám a uvedl 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 Mendlovy univerzity v Brně, zpřístupněna ke studijním účelům ve shodě s Vyhláškou rektora MZLU o archivaci elektronické podoby závěrečných prací. Autor kvalifikační práce se dále zavazuje, že před sepsáním licenční smlouvy o využití autorských práv díla s jinou osobou (subjektem) si vyžádá písemné stanovisko univerzity o tom, že předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity a zavazuje se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla dle řádné kalkulace. V Brně, dne:.. podpis studenta 2
3
Poděkování Mé poděkování za odborné vedení a cenné rady patří především vedoucí mojí bakalářské práce doc. Ing. Daniele Tesařové, Ph.D. Dále bych chtěl poděkovat panu Josefu Fraňkovi za jeho ochotu, rady a pomoc při výrobě zkušebních vzorků. Paní Květoslavě Tobiášové a panu Ing. Josefu Hlavatému za pomoc při přípravě a pomoci se zkušebními vzorky, A také všem, kteří mi ochotně pomáhali, jak s přípravou práce, tak i s poskytnutím materiálu na výrobu vzorků. 4
Abstrakt Jméno: Vladimír Mrňous Název bakalářské práce: Pevnost lepených spojů listnatých druhů dřev, vystavených extrémním podmínkám Bakalářská práce se zaměřila na zkoumání vlivu extrémních klimatických podmínek na pevnost lepeného spoje u listnatých druhů dřev. Lepenými dřevy byly buk, dub, jasan a lípa. Zkušební tělesa těchto druhů dřev byly lepeny dvěma druhy roztokových lepidel. Jednalo se o jednokomponentní reaktivní lepidlo na bázi polyuretanu a jednosložkové lepidlo ze syntetických pryskyřic na bázi polyvinilacetátu. Lepené spoje byly vystaveny působení normálních klimatických podmínek a extrémních klimatických podmínek, z důvodu možnosti porovnání pevnosti lepeného spoje tahovou zkouškou na smykovou pevnost. Klíčová slova: podmínky. Pevnost spoje, lepený spoj, lepidlo, reaktivní lepidla, roztoková lepidla, extrémní 5
Abstrakt Name: Vladimír Mrňous Name of the bachelor s work: The strenght of glued joints of broadleaved kinds of woods exposed to extreme conditions The bachelor s work is focused to examine influence of extreme climate conditions on strenght of glued joints at broadleaved kinds of woods. The glued woods were beech, oak, ash and linden. The tested bodies of these kinds of woods were glued via two types of solution glues. Single-component reactive glue on basis of polyurethane and single-component glue from synthetic resin on basis of polyvinyl acetate were used. The glued joints were exposed to normal and extreme climatic conditions in order to compare the strenght of glued joint in tensile test for shear strenght. Key words: strength of joint, glued joint, glue, reactive glues, solution glues, extreme conditions 6
Obsah Obsah 1 Úvod 10 2 Cíl práce...11 3 Literární část...12 3.1 Faktory ovlivňující lepené spoje..12 3.1.1 Faktory vztahující se k lepidlu...12 3.1.2 Faktory vztahující se k lepenému materiálu.. 13 3.1.3 Faktory vztahující se k technologickým podmínkám 14 3.2 Vlivy klimatických podmínek na pevnost lepeného spoje..15 3.2.1 Odolnost vůči vodě a povětrnosti..15 3.2.2 Odolnost proti působení zvýšené a snížené teplotě...15 3.3 Vliv použitého lepidla na pevnost lepeného spoje..16 3.3.1 Požadavky na lepidla.16 3.3.1.1 Mechanické vlastnosti.16 3.3.1.2 Tepelná odolnost.16 3.3.1.3 Odolnost vůči vodě a vlhkosti.16 3.3.1.4 Technické předpoklady lepení 17 3.3.2 Rozdělení lepidel...17 3.3.2.1 Rozdělení podle původu..17 3.3.2.2 Rozdělení podle charakteru vytvrzení.18 3.3.2.3 Rozdělení podle formy skupenství..18 3.3.2.4 Rozdělení podle vodovzdornosti.19 3.3.2.5 Rozdělení podle způsobu zpracování..19 3.3.3 Polyvinylacetátová lepidla.19 3.3.4 Polyuretanová lepidla 20 3.3.5 Vady lepených spojů..20 4 Materiál a metodika.23 4.1 Zkoušené druhy dřev a jejich charakteristika..23 4.2 Použité lepidla ke zkoušce pevnosti lepeného spoje...25 4.3 Použité stroje a pomůcky k výrobě vzorků 27 7
Obsah 4.4 Použité přístroje k laboratorní zkoušce..28 4.5 Příprava vzorků..30 4.5.1 Zkušební tělesa..31 4.5.2 Manipulace se vzorky před provedením zkoušky..31 4.5.3 Zkouška pevnosti lepených vzorků 32 4.6 Postup zkoušky...32 4.7 Výpočet pevnosti lepeného spoje 33 5 Výsledky laboratorního měření...34 5.1 Nejistota měření...34 5.2 Laboratorní měření při použití lepidla Kleiberit..35 5.2.1 Výsledky pevnosti lepeného spoje při tahové zkoušce ve smyku tahem u dřeva buku, při použití lepidla Kleiberit 35 5.2.2 Výsledky pevnosti lepeného spoje při tahové zkoušce ve smyku tahem u dřeva dubu, při použití lepidla Kleiberit...36 5.2.3 Výsledky pevnosti lepeného spoje při tahové zkoušce ve smyku tahem u dřeva jasanu, při použití lepidla Kleiberit.38 5.2.4 Výsledky pevnosti lepeného spoje při tahové zkoušce ve smyku tahem u dřeva lípy, při použití lepidla Kleiberit.39 5.3 Laboratorní měření při použití lepidla Ponal...40 5.3.1 Výsledky pevnosti lepeného spoje při tahové zkoušce ve smyku tahem u dřeva buku, při použití lepidla Ponal 40 5.3.2 Výsledky pevnosti lepeného spoje při tahové zkoušce ve smyku tahem u dřeva dubu, při použití lepidla Ponal 41 5.3.3 Výsledky pevnosti lepeného spoje při tahové zkoušce ve smyku tahem u dřeva jasanu, při použití lepidla Ponal.. 43 5.3.4 Výsledky pevnosti lepeného spoje při tahové zkoušce ve smyku tahem u dřeva lípy, při použití lepidla Ponal..44 6 Diskuze a vyhodnocení dosažených výsledků. 48 7 Využití dosažených výsledků..51 8 Závěr 52 9 Conelusion...53 10 Použitá literatura 54 8
Obsah 11 Seznam zkratek..56 12 Seznam tabulek..57 13 Seznam obrázků.60 14 Seznam rovnic...61 15 Seznam příloh 62 9
Úvod 1 Úvod S prudkým rozvojem techniky a vědy se ve všech odvětvích průmyslu dostávají do popředí i systémy spojení nejrůznějších materiálů pomocí lepidel. Lepení umožňuje jak pevné a současně pružné spoje, tak i vrstvení materiálů na sebe. Technologie lepení je známa už několik tisíc let. Lepidla představují v dřevařském průmyslu i jiných oborech důležitý pomocný materiál, který velkou mírou přispívá nejen k zdokonalení kvality výrobku, ale je i základem pro nové pokrokové produkty. Lepidla, popřípadě nové materiály pomocí nich vyráběných, znamenají důležitý ekonomický přínos, neboť dovolují zpracovávat podřadné a podrozměrné sortimenty dřeva na materiály, které nejenže v mnoha případech nahrazují různé sortimenty řeziva, ale většinou je předčí i svou stejnorodostí, velkoplošností, izotropní strukturou a vysokou výtěžností. Výhody lepeného dřeva vedou k jeho stále většímu využití. Konstrukce z lepeného dřeva nacházejí uplatnění nejen u technických staveb, ale i u administrativních budov, bazénů, prodejních hal, bytových domů a rovněž u dřevostaveb. Proto je u těchto konstrukcí kladen velký důraz na pevnost a odolnost lepeného spoje, z důvodu jejich vystaveni venkovním extrémním klimatickým podmínkám. 10
Cíl práce 2 Cíl práce Cílem práce je srovnání lepeného spoje u dřev buku, dubu, jasanu a lípy, které byly vystaveny působení extrémních klimatických podmínek podle normy ČSN EN 205. Lepené spoje byly namáhány tahem na smykovou pevnost. Pro lepení vzorků byla použita dvě lepidla. Jedná se o roztoková a reaktivní lepidla, která jsou určena pro venkovní lepení, takže by měla odolávat působení extrémních klimatických podmínek. Úkolem této práce je zhodnotit pevnost lepeného spoje, který nejlépe odolává působení extrémním teplotním a vlhkostním podmínkám a dále posoudit jejich vliv na jejich použití u listnatých druhů dřev buku, dubu, jasanu a lípy. 11
Literární část 3 Literární část 3.1 Faktory ovlivňující lepené spoje Faktory ovlivňující pevnost lepeného spoje můžeme v zásadě primárně rozdělit na faktory vztahující se k samotnému lepidlu (viskozita, druh pojiva, jeho správná příprava k lepení), k lepenému materiálu (druh materiálu, způsob přípravy povrchu, teplota dílce, vlhkost, složení dřeva, struktura a pórovitost dřeva), a k dodržování technologických podmínek ( lisovací čas, lisovací teplota a tlak). 3.1.1 Faktory vztahující se k lepidlu 1. Správná příprava lepidla, kdy je potřeba dodržovat předepsané poměry jednotlivých složek (ředidla, tvrdidla, atd.), správné technologické časy, které jsou určeny technologickým předpisem pro lepení. 2. Viskozita je veličina charakterizující vnitřní tření částic v tekuté fázy, v našem případě v lepidle. Viskozita má velký vliv na samotné nanášení lepidla, ale i na jakost lepeného spoje. Hodně viskózní lepidla (hustá), špatně smáčí povrch materiálu, hůře se rozetírají a nemají dostatečnou pevnost. Málo viskózní lepidla se vsakují do dřeva a nevytváří dostatečnou vrstvu lepidla ve spoji. V tomto případě vzniká chudý spoj s malou pevností. 3. Množství lepidla ovlivňuje tloušťku lepidlového filmu a tím i pevnost spoje. Všeobecně platí zásada, že čím menší tloušťka filmu tím je spoj pevnější. Pokud se nanese příliš malé množství lepidla, může dojit ke vzniku tzv. chudého spoje. Je to stav, kdy nanesené množství lepidla, nestačilo na vytvoření souvislého filmu. Pokud se nanese příliš velké množství lepidla, film je silný, může po té dojit k destrukci spoje, lepidlo dodatečně zasychá, drobí se což má za následek snížení pevnosti spoje. 4. Ředidlo 5. Pojivo 12
Literární část 3.1.2 Faktory vztahující se k lepenému materiálu 1. Druh lepeného dřevěného materiálu ovlivňuje průběh technologického procesu z hlediska druhu. Jednotlivé druhy dřevin se liší svými mechanickými, fyzikálními a chemickými vlastnostmi. Což má za následek rozdílnou přilnavost a pevnost spoje. Druh dřeviny se projevuje strukturou, hlavně pórovitostí a tedy hustotou dřeva. Podle toho zda jsou dřeva tvrdá nebo měkká, hustá nebo pórovitá, se určuje jak množství nánosu lepidla, ale i použitý lisovací tlak. 2. Vlhkost dřeva při lepení by se měla pohybovat kolem 8 C. Suché dřevo přijímá vodu rychleji, tím se vytvrzování lepidla urychluje. Naproti tomu vysoká vlhkost dřeva způsobuje snížení viskozity lepidla, tím se lepidlo vsakuje více do dřeva a to má za následek vytvoření tzv. chudého spoje. 3. Nízká teplota nepříznivě působí především při použití PVAc lepidel a glutinových klihů. Lepidlo vytvoří bílý film a spoj je málo pevný, tzv. zamrzá. Teplota při lepení by neměla proto klesnout pod 10 C. Minimální teplota při které dané lepidlo ještě vytvoří pevný spoj se označuje MFT. Vysoká teplota způsobuje naproti tomu přílišné vsakování lepidla do dřeva a u reaktoplastických lepidel předčasné vytvrzování, před dosažením potřebného tlaku. Důsledkem je opět mála pevnost spoje. 4. Hladkost povrchu ovlivňuje styk lepených materiálů. Dokonalé smáčení povrchu je jednou ze základních podmínek dobré adheze, která závisí na hladkosti povrchu a vzájemné přilnavosti lepených ploch. Mechanická adheze se projevuje tak, že lepidlo v kapalném stavu mechanicky zakotví v pórech a nerovnostech dřeva. Po vytvrzení vytvoří mechanické spojení. Hladkost povrchu je dána anatomickou stavbou dřeva a opracováním povrchu. 5. Čistota povrchu materiálu hraje taktéž důležitou roli ovlivňující pevnost lepeného materiálu. Povrch materiálu musí být dokonale čistý, zbaven nečistot, mastnoty a prachu. Jinak by mohlo dojít ke špatné smáčivosti lepidla a špatné přilnavosti. 13
Literární část 3.1.3 Faktory vztahující se k technologickým podmínkám 1. Lisovací čas závisí hlavně na druhu lepidla a na teplotě při lepení, ale i na druhu dřeva, vlhkosti dřeva, velikosti lepené plochy. Lisovací tlak musí působit do doby, kdy vznikne tzv. manipulační pevnost lepeného spoje. Je to doba, kdy se vytvoří dostatečné množství přitažlivých sil a slepené dílce lze uvolnit z lisu nebo stahovacích přípravků bez nebezpečí poškození lepeného spoje. Lepené spoje se po té, ještě před dalším opracováním musí nechat klimatizovat. Při klimatizaci dojde ke konečnému vytvrzení lepidla, dosažení konečné pevnosti lepeného spoje. 2. Lisovací teplota je při lepení potřebná k prohřátí materiálu a lepené spáry a taktéž pro urychlení přechodu lepidla z tekutého stavu do pevného. Dodání energie zajišťuje odpaření rozpouštědla, chemickou reakci, příčné vázby. Podle teploty při lisování rozlišujeme lepení za studena, kdy se teploty pohybují v rozmezí 15-25 C. Lepení za tepla, kdy se teploty pohybují do 100 C. A lepení za zvýšené teploty, kdy se teploty pohybují nad 100 C. 3. Lisovacím tlakem dochází dostatečnému přiblížení spojovaných ploch a rovnoměrnému rozložení dostatečného množství lepidla po povrchu lepených dílců.vlivem tlaku lepidlo snadněji proniká do pórů dřeva a nerovností povrchu, čímž se zvyšuje plocha lepeného spoje. Tlakem se vytlačuje i přebytek lepidla ve spáře a zabraňuje se tak vytvoření méně pevné vrstvy lepidla, lepidlo se zároveň rovnoměrněji rozmisťuje. Lisovací tlak je určen druhem lepidla, druhem dřeviny, teplotou při lisování a hladkostí povrchu lepených materiálů. Je vhodné volit velikost lisovacího tlaku dle technického listu předepsaný výrobcem. (A.Trávník, 2003, www.abclepidla.cz, K. Eisner, V. Berger, V Havlíček, M. Osten,1966) 14
Literární část 3.2 Vliv klimatických podmínek na pevnost lepeného Lepené spoje jsou během svého používání vystavovány různým vnějším vlivům, například účinkům tepla, vlhkosti, vody, povětrnosti, tropickému podnebí, atd. Z praxe víme, že odolnost jednotlivých lepidel, tedy odolnost lepených spojů, je velice rozdílná. 3.2.1 Odolnost vůči vodě a povětrnosti Pro praxi je nejdůležitější odolnost lepených spojů vůči vodě a vlhkosti. Podle odolnosti lepených spojů vůči vodě rozeznáváme lepidla vysoce vodovzdorná, která poskytují spoje odolné jak účinkům vody studené, tak vody vroucí. Lepidla vodovzdorná odolávající účinkům vody studené a lepidla neodolávající vodě poskytující spoje, které se po účinku vody rozlepují. Působení vody na lepidlo může vést až k hydrolýze nebo rozpuštění. Nasáknutí lepidla vodou nebo jeho vysychání způsobuje vznik napětí. Deformace lepených materiálů při změně rovnovážné vlhkosti prostředí se odráží i na stavu lepené vrstvy. Proto napětí vznikající ve spoji při jeho vlhnutí nebo vysychání neustále působí jako dlouhodobé zatížení a způsobuje únavu spoje. 3.2.2 Odolnost proti působení zvýšené a snížené teplotě Spolehlivost lepeného spoje závisí od jeho odolnosti proti působení zvýšené a snížené teplotě, tj. od schopnosti si zachovávat svoje vlastnosti i po dlouhodobém působení zvýšené nebo snížené teploty. Střídající se podmínky může podmínit chemický nebo fyzikální mechanizmus destrukce. Při změně teploty může v lepidle probíhat fázová přeměna a může se tak měnit jeho struktura. Kromě toho je třeba brát v úvahu i tepelné napětí ve spoji, kterým vzniká různá roztažnost lepených materiálů a lepidla. (K. Eisner, V. Berger, 1958, A. Frejdin, 1988) 15
Literární část 3.3 Vliv použitého lepidla na pevnost lepeného spoje 3.3.1 Požadavky na lepidla Prvním ukazatelem při výběru lepidla je znalost složení, struktury a propustnosti plynů u obou lepených dílců. Jejich složení určuje jaký druh lepidla z hlediska adheze použijeme. Při výběru lepidla je podstatná technologie lepení a vlastnosti lepeného souboru při jeho používání. Mezi tyto vlastnosti patří mechanická pevnost, tepelná odolnost, chemická stálost, vodovzdornost spoje, odolnost vůči povětrnosti a další. Ne pokaždé jsme schopni splnit všechny podmínky současně. Je tedy důležité vybrat si ty vlastnosti lepidla, které jsou z hlediska funkce nejdůležitější a volit kompromisní řešení. 3.3.1.1 Mechanické vlastnosti Lepený spoj při svém používání může být zatěžován buď staticky, tj. jen vlastní tíhou dílce, popř. jeho zátěží nebo dynamicky, tj. chvěním, opakovanými rázy, kroucením. Staticky může být spoj namáhán ve smyku, v tahu anebo odlupováním. Lepený spoj nejméně odolává namáhání v odlupování, proto se snažíme tomuto namáhání vyvarovat. 3.3.1.2 Tepelná odolnost K tepelně odolným (trvale alespoň 100 C) patří fenolická, polyuretanová a epoxidová lepidla, používaná pro lepení podkladů na bázi dřeva. Tepelnou odolnost lepidel lze zvýšit i pomocí přídavků minerálních plniv a kovových prachů. 3.3.1.3 Odolnost vůči vodě a vlhkosti K neodolným lepidlům vůči vlhkosti patří lepidla škrobová, dextrinová, glutinová, lepidla na bázi karboxymethylceluózy a polyvinylalkoholu. Naopak dobrou odolností vůči vodě a vlhkosti po vytvrzení se vyznačují lepidla fenolická, polyuretanová, epoxidová a samovulkanizující lepidla kaučuková. Mezi disperzní odolná lepidla patří polyakrylátová. K termoplastům s dobrou odolností proti vodě a vlhkosti patří roztoková lepidla na bázi chlorovaného PVC, polystyrenu a polymethylmetakrylátu. 16
Literární část 3.3.1.4 Technické předpoklady lepení Lepidlo volíme i podle technologických parametrů, např. doby, ve které chceme lepený soubor použít, déle podle druhu spoje, atd. Některá lepidla tuhnou pomalu delší dobu. Další lepidla rychle tuhnou tam, kde je potřeba delší doba k sestavení souboru. Proto je důležité při volbě lepidla sledovat tzv. otevřenou dobu sestavení a podle ní volit výběr lepidla, které se pro daný účel hodí. (M. Osten, 1996) 3.3.2 Rozdělení lepidel Sortiment lepidel tvoří velice rozsáhlou a chemicky velmi různorodou skupinu látek, lze je proto dělit z několika hledisek. I přesto nelze přesně vystihnout jejich vlastnosti podle jejich zařazení. 3.3.2.1 Rozdělení podle původu 1. Lepidla organického původu a) lepidla získaná z přírodních látek b) lepidla syntetická 2. Anorganická a)minerální pojiva vodní sklo, sádra, cement 1.a. Lepidla organická přírodního původu a) rostlinná mouky, škroby, dextriny, pektiny, rostlinné bílkoviny, gumy, přírodní pryskyřice, deriváty celulózy, přírodní kaučuk b) živočišná glutinové klihy, lepidla kaseinová a albuminová 17
Literární část 1.b. Lepidla syntetická a) Reaktoplastická - fenolformaldehydová - močovinoformaldehydová - melaminoformaldehydová - fenolkresolformaldehydová - rezorcinformaldehydová - epoxidová - polyesterová - polyuretanová b) Termoplastická - polyvinylacetátová - etylenvinylacetátová - polyvinylchloridová - polyakrylátová - polyamidová - smíšená c) Rozpouštědlová - roztoková nebo na bázi syntetického kaučuku 3.3.2.2 Rozdělení podle charakteru vytvrzení a) vratné ( vlivem vody je můžeme znovu rozpustit, kožní a kostní klíh) b) nevratné (syntetické, minerální pojiva) 3.3.2.3 Rozdělení podle formy skupenství a) kapalná b) prášková c) fólie 18
Literární část 3.3.2.4 Rozdělení podle vodovzdornosti a) vysoce vodovzdorná (odolávající studené i vroucí vodě, páře, PF lepidla) b) vodovzdorné (odolávající studené vodě) c) nevodovzdorná 3.3.2.5 Rozdělení podle způsobu zpracování 1. podle použité teploty a) lepidla aplikovaná za studena ( pod 25 C, montážní lepidla) b) za tepla ( 30 až 100 C, lepidla na aglomerované materiály) c) za horka (nad 100 C, lepidla na aglomerované materiály) 2. podle způsobu dosažení pevnosti spoje a) odpařením a oddifundováním rozpouštědla b) chemickou reakcí (iniciovanou katalyzátorem, teplem, nebo kombinací obou činitelů) c) změnou teploty, tlaku a pod. (E. Liptáková, Sedliačik, 1989) 3.3.3 Polyvinylacetátová lepidla Lepidla označovaná PVAC se připravují z acetylénu a kyseliny octové za přítomnosti rtuťnatýchsolí. PVAC lepidla se vyznačují dobrou přilnavostí k dřevu s vysokou pevností spoje. Oproti polykondenzačním lepidlům jsou velmi pružné. Patří mezi lepidla zdravotně přípustná.při vytvrzování lepidla nedochází k žádným chemickým reakcím, proces vytvrzování je v podstatě fyzikální proces, při kterém si dřevo odebere z lepidla postupně vodu a vytváří při tom souvislý film. Jsou nehořlavá, odolná proti mikroorganismům, bezbarvé. Po úpravě bývají vodovzdorná. Vynikají dobrou pevností ve smyku a splňují požadavky na montážní lepení. 19
Literární část 3.3.4 Polyuretanová lepidla Patří mezi polyadiční lepidla, též označovaná jako izokyanátová. Polyuretanová lepidla vytvrzují ve velkém rozpětí teplot, dokonce i kokolo 0 C. Jako rozpouštědlo se nesmí používat alkoholy, sloučeniny obsahující alkoholické skupiny a ani voda, protože reagují s izokyanáty, přičemž vznikají deriváty močoviny. U novějších typů založených na polyester-polyizokyanátové kombinaci se citlivost proti vodě využívá. Při lepení stačí pouze vlhkost ze vzduchu nebo lepeného materiálu, aby došlo k vytvrzení spoje. Mezi přednosti polyuretanů patří dobré mechanické pevnosti spoje, vysoká pružnost a odolnost proti dynamickému namáhání, vlhkosti a povětrnostním vlivům. Jejich vysoká pružnost se využívá i při stavbě letadel. (M. Sedliačik, J. Sedliačik, 1998) 3.3.5 Vady lepených spojů Kvalita lepeného spoje je výsledkem několika činitelů působící při lepení. Souhrn těchto činitelů vystihují podmínky pro lepení uvedené v technologických postupech. Pokud dojde k nedodržení předepsaných postupů, vznikají různorodé chyby. Charakteristika lepených spojů: Dokonalý spoj : Lepené plochy na sebe těsně doléhají. Vytvrzené lepidlo tvoří v lepené spáře tenký homogenní film. K porušení spoje je zapotřebí velká síla. Při násilném roztrhnutí lepených částí by mohlo dojít zpravidla k porušení lepeného dřeva. Rozlepený spoj: Spoj je v místě nebo v celé ploše volný. Jsou viditelné spáry v lepeném spoji. Příčinou může byt: - nedostatečné opracování lepených povrchů, tím nedojde k dostatečnému doléhání - malý lisovací tlak - velké napětí v lepeném výrobku, příčinou může být nesprávná vlhkost dřeva - nerovnoměrný nebo v některých místech chybějící nános lepidla - předčasně vytvrzená vrstva lepidla před zalisováním lepených částí - nedokonalé vytvrzení lepidla v lepeném spoji - porušení dřeva v okolí lepeného spoje 20
Literární část Chudý lepený spoj : spoj nemá na první pohled rozlepená místa, na jeho porušení je však potřeba poměrně malá síla, přičemž se neporuší dřevo v okolí lepeného spoje. V lepeném spoji se nevytvoří souvislý film lepidla, protože lepidlo se vsáklo do lepeného povrchu materiálu. Příčinou může byt: - příliš velká vlhkost a pórovitost lepeného dřeva - nedostatečná viskozita použitého lepidla - nedostatečný nános lepidla - příliš velký lisovací tlak, který způsobil zatlačení lepidla do dřeva nebo bylo lepidlo vytlačeno mimo lepený spoj - příliš pomalé vytvrzování lepidla v lepeném spoji Zrnitý spoj: Spoj je málo pevný, po rozřezání má film vytvrzeného lepidla krupicovitou strukturu. Příčinou může byt: - málo rozpuštěné práškové lepidlo - velký obsah nastavovala nebo plniva v lepené směsi, nedokonalé promíchání lepící směsi - nesprávné nastavovalo, které brání vsáknutí lepidla do dřeva - příliš velká vlhkost lepeného dřeva, které způsobuje vysrážení lepidla v roztoku Zmrzlý spoj: Spoj je málo pevný, při násilném rozdělení spoje se na jedné z lepených ploch objeví souvislý film lepidla. Druhá lepená plocha je celkem čistá, bez stopy lepidla. Příčinou může byt: - příliš malá vlhkost lepeného dřeva - předčasné vytvrzení vrstvy lepidla, ještě před zalisováním - použité lepidlo nebo lepicí směs příliš rychle vytvrďme 21
Literární část Nezakotvený spoj: spoj je málo pevný, při násilném roztržení spoje můžeme sice pozorovat souvislý film lepidla, ten však nepřilne pevně k lepeným plochám. Příčinou může byt: - znečištěním lepeného povrchu mastnotou nebo prachem - malá vlhkost lepeného dřeva - příliš vysoká viskozita lepidla nebo lepící směsi - předčasné, úplné nebo částečné vytvrzení vrstvy lepidla při jednostranném nanášení lepidla Zdánlivě pevný spoj: Lepený spoj je málo pevný. Při násilném rozlepení se porušuje v blízkosti vytvrzeného filmu v dřevu. Na filmu lepidla zůstává souvislá vrstvička dřevních vláken. Příčinou může byt: - nevhodné opracování lepeného povrchu, kterým se porušila pevnost povrchových vrstev dřeva - malá pevnost lepeného dřeva v důsledku napadení dřeva hnilobou, dřevokaznými houbami - narušení pevnosti dřeva lepidlem nebo některými jeho složkami (M. Sedliačik, J. Sedliačik, 1998) 22
Materiál a metodika práce 4 Materiál a metodika práce 4.1 Zkoušené druhy dřev a jejich charakteristika Buk Latinský název: Fagus L. Barva dřeva: narůžovělá, nahnědlá až červenohnědá, v pozdějším věku častý výskyt nepravého jádra, letokruhy poměrně zřetelné Trvanlivost: méně trvanlivé a málo odolné proti biotickým činitelům Opracovatelnost: dobře se impregnuje, paří, moří, hůře se suší (má sklon k tvorbě trhlin a borcení) Využití: díky svému vzhledu a vlastnostem se využívá v nábytkářství, dobře se ohýbá, čehož se využívá pro výrobu ohýbaného nábytku (židle, křesla), je důležitou surovinou pro výrobu dýh, překližek, parket, železničních pražců, pro chemické a polochemické zpracování dřeva (suchá destilace, buničina, k výrobě dřevotřískových a dřevovláknitých desek); používá se také jako konstrukční materiál, při výrobě dopravních prostředků, dřevěných doplňků strojů, na výrobu drobných předmětů (knoflíky, hračky, cívky, hole) a drobného nářadí, někdy i pažeb k loveckým zbraním Hustota při w 0% : 685 kg.m 3 Tvrdost: 61 MPa Dub Latinský název: Quercus L. Barva dřeva: běl nažloutlá až světlehnědá, jádro světle až tmavěhnědé; zřetelná hranice mezi letokruhy i hranice mezi jarním a letním dřevem Trvanlivost: pro velký obsah tříslovin patří k našim nejtrvanlivějším dřevinám. Opracovatelnost: dobře opracovatelné, hůře se suší a obtížněji se impregnuje Využití: na vodní stavby, ke stavbě lodí, v nábytkářství, v řezbářství, soustružnictví, na rozmanité konstrukce, na parkety, prahy, schody, sloupy atd. Hustota při w 0% : 680 kg.m 3 Tvrdost: 67,5 MPa 23
Materiál a metodika práce Jasan Latinský název: Fraxinus L. Barva dřeva: běl nažloutlá, narůžovělá; jádro světlehnědé až hnědé; zřetelné hranice mezi letokruhy i mezi jarním a letním dřevem Využití: výborné vlastnosti (pevné, pružné), zejména jádrové dřevo se používá v nábytkářství, na dýhy, na sportovní potřeby (pádla, sáně, luky aj.), v soustružnictví a kolářství Hustota při w 0% : 670 kg.m 3 Tvrdost: 80 MPa Lípa Latinský název: Tilia L. Trvanlivost: málo trvanlivé; z našich dřev je nejméně odolné proti biotickým škůdcům Opracovatelnost: dobře se suší, moří, impregnuje a opracovává Využití: umělecké řezbářství, ale i v nábytkářství, dřevomodelářství, soustružnictví, na výrobu tužek, rýsovacích prkem, školních tabulí, domácích potřeb, překližek, je surovinou pro celulózopapírenský průmysl Hustota při w 0% : 475 kg.m 3 Tvrdost: 26 MPa (http://wood.mendelu.cz/nod/e107_cz/nod_plugins/projects/stavba_dreva/lexikon/makro /index.html?drevina=lp, 23.2.2010) Druh dřeva Mez pevnosti ve smyku (Mpa) při 12% vlhkosti v tangenciálním směru podél vláken BK 14,5 DB 12,2 JS 13,9 LP 6,8 (REGINAČ, Ladislav. Nauka o dřevě. Zvole : VŠLD vo Zvole, 1990, POŽGAJ, Alexander. Štruktúra a vlastnosti dreva. Bratislava : PRÍRODA, a. s., 1997. 488 s.) Tab. 1: Mez pevnosti ve smyku v tangenciálním směru podél vláken 24
Materiál a metodika práce 4.2 Použité lepidla ke zkoušce pevnosti lepeného spoje Kleiberit PUR-Leim 501.0 Vlhkostí vytvrzující jednokomponentní reaktivní lepidlo na bázi polyuretanu s nejvyšší odolností proti vodě a teplotě, kvalita D4 dle DIN EN 204, rozpuštěné v rozpouštědle. Oblast použití - lepení oken a dveří, lamel pro výrobu oken a lepení spár ve výrobě dveří - vrstvové lepení dřeva a dřevěných materiálů - lepení spár pro venkovní prostředí - lepení spár MDF desek - lepení minerálních stavebních desek - lepení keramických materiálů, betonových prvků a tvrdých pěn Vlastnosti lepeného spoje - duroplastická lepená spára s vysokou tepelnou odolností a pevností - vynikající odolnost proti povětrnostním vlivům - kvalita lepeného spoje D4 dle DIN EN 204 Vlastnosti lepidla Báze: izokyanát Hustota: cca 1,18 g/cm 3 Barva: hnědá Konzistence: středně viskózní Zpracování Podmínky zpracování: optimální teplota zpracování 20 C, optimální vlhkost dřeva 8 12 %. Nezpracovávat pod +5 C. Lepené plochy musí být čisté, suché a zbavené nečistoty. Nanášecí metody: z plastikové láhve, stěrkou nebo ručním válečkem Nános lepidla: stačí jednostranný nános na méně porézní materiál Množství nánosu: 100 200 g/m 2 dle materiálu 25
Materiál a metodika práce Otevřená doba: 20 30 min. při 20 C. Vyšší teplotou prostředí, vyšší vlhkostí nebo vlhčením se tato doba zkracuje. Vytvrzení: lepidlo vytvrzuje vlivem vlhkosti na vodovzdorný, rozpouštědlem odolný polotvrdý lepivý film. Lisovací tlak: požadovaný tlak je závislý na druhu a velikosti dílce. Minimální lisovací tlak 0,6 MPa Lisovací časy: - při 20 C cca 60 min - při 40 C cca 30 min - při 60 C cca 10 min Dotvrzovací doba: Další opracování dílců je možné po 2 3 hodinách, konečná pevnost je dosažena po cca 24 hodinách. (Technický list, Kleiberit, 2009) Ponal SUPER 3 Jednosložkové lepidlo na dřevo pro lepení podle DIN EN 204/D3. Ponal SUPER 3 je lepidlo ze syntetických pryskyřic na bázi polyvinilacetátu. Oblast použití - montážní lepení pro použití v interiéru i exteriéru, např. u oken a dveří - lamelování okenních hranolků - lepení ploch, např. lepení desek HPL na upínací desky pro římsy parapetů - lepení spár, např. pro kuchyňské pracovní desky Specifické vlastnosti - velmi vysoká lepící pevnost - vodotěsná lepení - odolnost proti teplu - elastická lepená spára - odolné proti stárnutí - bezbarvé - rychle tuhnoucí 26
Materiál a metodika práce Hustota: cca 1,1 g/cm 3 Teplota zpracování: nad + 5 C Spotřeba: cca 150 g/m 2 Otevřená doba sestavení: při teplotě prostředí 23 C max. 12 minut Lisovací tlak: nejméně 0,2 MPa, v závislosti na struktuře a tloušťce materiálu Lisovací doba: - při lepení dřeva cca 15 až 20 min. při + 20 C, 25 až 30 min. při + 10 C - při lepení desek cca 40 min. při +20 C,cca 25 min. při +40 C,cca 15 min. při + 60 C - při lisování za tepla je třeba obrobky dále zpracovávat až po ochlazení (http://www.ponal.cz/produkty/ponal-super-3/tl-ponal-super-3.pdf, 10.11. 2009) 4.3 Použité stroje a pomůcky k výrobě vzorků Spodní frézka SCM T130 Rozměry stolu : 1200x730 mm Pracovní výška hřídele : 180 mm Otáčky : 3000, 4500, 6000, 7000, 10 000 ot./min. Maximální průměr nástroje pod stolem : 320 x 85 mm Výkon hlavního motoru : 5,5 kw Přesnost stroje : 0,05 mm (http://www.panas.cz/stroj.php?sid=37, 26.4.2010) Šestilistový dýhovací li ITALPRESSE SCF 6 Rozměr desek : 3000 x 1300 mm Tlak při plné ploše: 6 kg.cm 2 Použitá lisovací teplota: 20 C Lisovací doba: 24 h (http://www.italpresse.com/it/catalogue/, 26.4.2010) 27
Materiál a metodika práce Formátovací pila SCM/SI16N 3200 Výkon pily : 505 kw Výkon předřenu pily : 0,75 kw Přesnost : 0,05 mm Digitální posuvné měřítko Měřící rozsah : 0 až 150 mm Rozlišení : 0,01 mm Maximální chyba : +/- 0,03 mm Pracovní teplota: + 5 až + 40 C Vlhkoměr, teploměr, nanášecí válečky, srovnávací frézka R12, tloušťkovací frézka R13 4.4 Použité přístroje k laboratorní zkoušce Trhací zařízení INSTRON 3365 Maximální síla zatížení : 5 kn Maximální posuv trhacích kleští: 1000 mm/min Maximální vertikální testovací prostor: 1193 mm Obr.1: Trhací zařízení Instron (Mrňous) 28
Materiál a metodika práce Klimatizační komora MEMMERT HPP 108 Rozsah: 0 C až +70 C Odchylka: +/- 0,1 C Přesnost nastavení: 0,1 C Pracovní teplotní rozsah: +5 C až +70 C Obr.2: Klimatizační komora Memmert (Mrňous) Mrazící box ELCOLD Teplotní rozsah: 0 C až 40 C Přesnost nastavení: 1 C Chyba nastavení : +/- 0,5 C 29
Materiál a metodika práce 4.5 Příprava vzorků Pro přípravu vzorku bylo získáno neomítané řezivo o vlhkosti 8 % +/- 2 %. Řezivo pocházelo z oblasti Jižní Moravy. Řezivo bylo postupně omítnuto, kráceno a rozřezáno podél vláken, pomocí formátovací pily, aby se sním dalo lépe manipulovat. Poté byl materiál srovnán do pravého úhlu pomocí srovnávací frézky. Po zarovnání, došlo k jeho rozřezání podél směru vláken na hranolky. Hranolky byly pomocí spodní frézky rozřezány na pásky o rozměrech 80 x 1000 x 7 mm, ohoblovány pomocí tloušťkovací frézky na tloušťku 5 +/- 0,1 mm. Na pásky bylo naneseno jednostranně lepidlo pomocí nanášecích válečků. Velikost nánosu lepidla odpovídalo množství doporučené výrobcem. Došlo ke složení lisovacího souboru a poté byl soubor zalisován v dýhovacím lisu tlakem 0,6 Mpa. Po zalisovaní došlo ke klimatizaci slepeného souboru. Po klimatizaci byly slepené pásky rozřezány pomocí spodní frézky na laťky o šířce 20 +/- 0,1 mm. Latě byly dále kráceny napříč vláken, pomocí formátovací pily na délkový rozměr vzorku 150 +/- 0,1 mm. Vzorky byly dále naříznuty oboustranně do hloubky 5 +/- 0,1 mm. Řezy byly prováděny pomocí speciální šablony. Velmi důležité byla potřeba dbát na to, aby řezy zcela prořízly vrstvu lepidla a co nejméně zasahovaly do druhé části zkušebního tělesa. Zkušební tělísko α - úhel mezi letokruhy a rovinou slepu = 30º až 90º b - šířka zkušebního tělesa ( šířka zkušební plochy) = (20+/-0,1) mm l 1 - celková délka zkušebního tělesa = (150 +/- 1) mm l 2 - délka přeplátování ( délka zkušební plochy) = (10 +/- 0,1) mm s - tloušťka zkušebního tělesa = (5 +/- 0,1) mm Obr.3: Zkušební tělísko (ČSN EN 205) 30
Materiál a metodika práce 4.5.1 Zkušební tělesa Zkušební tělesa potřebná ke zkoušce, měla rozměry dle normy ČSN EN 205. Podle této normy bylo stanoveno i množství zkušebních těles. Ke zkoušce nebyla připuštěna taková zkušební tělesa, která neměla dostatečný nános lepidla, obsahovala viditelné vady, nebyla správně proříznuta nebo vyskytovala jiné nepřípustné odchylky, které by mohli zkoušku pevnosti ovlivnit. 4.5.2 Manipulace se vzorky před provedením smykové zkoušky tahem Ke zkoušce byly připraveny vzorky čtyř druhů listnatých dřev (buk, dub, jasan, lípa). Vzorky každé dřeviny byly rozděleny na třetiny. Jednotlivé třetiny vzorků pak byly vystaveny následujícím podmínkám: Normální podmínky: teplota prostředí : 22 ºC vlhkost prostředí : 45 % Zvýšená teplota a vlhkost: teplota prostředí : 30 ºC vlhkost prostředí : 90 % Snížená teplota zima: teplota prostředí : 30 ºC vlhkost prostředí: 0 % Při vystavení vzorků těmto expozicím byly vzorky uloženy ve vodorovné poloze a prokládané, aby byl zajištěn přísun teploty a vlhkosti rovnoměrně. Vzorky byly těmto podmínkám vystaveny po dobu 30 dnů. Po vyndání byly ponechány v normálních podmínkách tj.(teplota : 22 ºC, vlhkost : 45 %) po dobu 3 dnů, kdy došlo k jejich ustálení. Poté začala zkouška na pevnost lepených spojů vystavených extrémním podmínkám. Podmínky zkoušky byly vybrány podle meteodat z meteostanice Želešice. 31
Materiál a metodika práce 4.5.3 Zkouška pevnosti lepených vzorků Pevnost lepeného spoje je schopnost odolávat silám působící posunutí lepených povrchů. V našem případě byly vzorky vystaveny tahovému namáhání, přičemž u nich byla měřena pevnost lepeného spoje ve smyku tahem. Podmínky zkoušky byly zvoleny podle normy ČSN EN 205, která byla podkladem pro provedení zkoušky. Při zkoušce na pevnost lepeného spoje ve smyku tahem, byla zaznamenána maximální síla potřebná k porušení lepeného spoje, pevnost lepeného spoje, tahové protažení při maximálním zatížení, tj. do místa než došlo k porušení spoje dále byla zaznamenána spotřebovaná energie do maximálního zatížení a rychlost posuvu. 4.6 Postup zkoušky Připravené zkušební vzorky, vyhovující rozměrově i kvalitativně dle normy ČSN EN 205 následně vystavené příslušným podmínkám viz. manipulace se vzorky před provedením smykové zkoušky tahem, byly podrobeny trhací zkoušce. Zkouška pevnosti lepeného spoje ve smyku tahem se skládala z uchycení vzorku do čelistí trhacího stroje, kdy se vzorek nejprve upnul do horní čelisti, následovalo vynulování zatížení v programu Instron Bluehill a nakonec upnutí vzorku do spodní čelisti. Uchycení konců vzorků v čelistích trhacího stroje bylo 40 až 50 mm. Po té následovalo samotné trhání vzorku, kdy se kleštiny s upnutým vzorkem začali od sebe vzdalovat. Stroj na vzorky působil silou rovnoběžnou s osou zkušebního tělesa do doby, než došlo k porušení spoje. Rychlost posuvu trhacích čelistí byla nastavena konstantně na 50 mm/minutu. Samotné porušení vzorků nastávalo ve dřevě nebo v lepeném spoji, v závislosti na lepidle a vystavení daným teplotním a vlhkostním podmínkám. Veškeré údaje a měření o zkoušce se zaznamenaly do programu Instron Bluehill. Do měření byly zaneseny výsledky vzorků přetržených ve dřevě, tak vzorků porušených ve spoji, aby se dalo vyhodnotit způsobilost pro dané podmínky a druh dřeva. Pokud se během zkoušky objevily i po předchozích kontrolách nevhodné vzorky, např. chudý spoj, vady ve dřevě, nedokonalé proříznutí vzorku, rozměrová odchylka, apod., byly tyto vzorky ze souboru měření odstraněny. 32
Materiál a metodika práce Obr.4: Upnutí zkušebního tělíska do čelistí trhacího stroje (Mrňous) 4.7 Výpočet pevnosti lepeného spoje Nejdůležitější veličinou měřenou na trhacím stroji byla maximální síla F max, potřebná k porušení zkušebního tělesa. Prostřednictvím pomocí rovnice: Legenda: Fmax F = A F = l max max 2 τ. [. mm ] 2 b - největší vynaložená síla v [N] A - slepená zkušební plocha v [mm 2 ] l2 - délka lepené zkušební plochy v [mm] b šířka slepené zkušební plochy v [mm] N [1] Fmax se vypočte pevnost τ v N.mm 2 33
Výsledky laboratorního měření 5 Výsledky laboratorního měření V následujících tabulkách 1-24, jsou uvedeny výsledky laboratorního měření. Výsledky uvádějí průměrné hodnoty maximální síly potřebné k porušení lepeného spoje, pevnosti, energie spotřebované po dosažení maximální síly F max, rychlost posuvu a na závěr tahové protažení při maximálním zatížení. Dále obsahuje výsledky dosažené po odečtení kombinované nejistoty měření od průměru, čímž jsme docílili zpřesnění celkových výsledků. Tento výsledek nám udává minimální hraniční hodnoty, které by měly sledované veličiny dosáhnout. 5.1 Nejistota měření Provádí se u akreditovaných kvantitativních zkoušek, u kterých je to možné, protože vyjádření výsledku je úplné pouze tehdy, obsahuje-li vlastní hodnotu měřené veličiny a nejistotu měření patřící k této hodnotě. Nejistota měření je parametr přidružený k výsledku měření, který charakterizuje rozptyl interval hodnot, o němž se s určitou pravděpodobnosti tvrdí, že uvnitř leží správná hodnota. Tímto parametrem může být směrodatná odchylka nebo jiná část intervalu, který vymezuje určitý rozsah. Kombinovaná nejistota měření u charakterizuje výsledek měření získaný z hodnot řady dalších vstupních veličin. Je sumací nejistot typu A a B. Kombinovaná standardní nejistota udává interval, ve které se s poměrně velkou pravděpodobností může vyskytovat skutečná hodnota měřené veličiny. Vypočítá se podle následujícího vzorce: u u u 1 a 3 2 2 2 2 = Ax + Bx = σ + [2] (GUM ČSN ISO 3534-1) (TESAŘOVÁ, Daniela. Zkoušky v zkušebně nábytku a jejich nejistoty měření. Brno : Mendelova univerzita v Brně, 2007. 35 s). 34
Výsledky laboratorního měření 5.2 Laboratorní měření při použití lepidla Kleiberit 5.2.1 Výsledky pevnosti lepeného spoje při tahové zkoušce ve smyku tahem u dřeva buku, při použití lepidla Kleiberit V následujících tabulkách (tab.2,3, str. 35, tab.4, str. 36) jsou uvedeny výsledky pevnosti lepených spojů laboratorního měření statisticky vyhodnoceny, při použití lepidla Kleiberit u dřeva buku. Vystavených normálním klimatickým podmínkám, zvýšené a snížené teplotě (teplu a zimě). Tab. 2: Průměrné hodnoty pevnosti ve smyku tahem, upravené o hodnotu nejistoty měření u dřeva buku, lepeného lepidlem Kleiberit, vystavené normálním klimatickým podmínkám.(teplota: 22ºC,vlhkost: 45%) Fmax (N) Pevnost T Energie do Fmax (J) Rychlost posuvu (mm/min) Tahové protažení při max. zatížení (mm) BK-K-Normální pod. Směrodatná odchylka 701,24 3,51 1,09 0,00 0,36 Variační koeficient 24,85 24,85 68,80 0,00 42,35 Průměr (µ) 2821,80 14,10 1,59 50,00 0,86 Konečný výsledek (µ - u) 2120,56 10,59 0,50 50,00 0,50 Tab. 3: Průměrné hodnoty pevnosti ve smyku tahem, upravené o hodnotu nejistoty měření u dřeva buku, lepeného lepidlem Kleiberit, vystavené zvýšené teplotě (teplu). (teplota : 30 ºC, vlhkost : 90 %) Fmax (N) Pevnost T Energie do Fmax (J) Rychlost posuvu (mm/min) Tahové protažení při max. zatížení (mm) BK-K-Teplo Směrodatná odchylka 676,59 3,38 0,94 0,00 0,40 Variační koeficient 29,68 29,68 56,67 0,00 35,84 Průměr (µ) 2279,70 11,40 1,65 50,00 1,13 Konečný výsledek (µ - u) 1603,11 8,02 0,72 50,00 0,72 35
Výsledky laboratorního měření Tab. 4: Průměrné hodnoty pevnosti ve smyku tahem, upravené o hodnotu nejistoty měření u dřeva buku, lepeného lepidlem Kleiberit, vystavené snížené teplotě (zimě). (teplota : 30 ºC, vlhkost : 0 %) Fmax (N) Pevnost T Energie do Fmax (J) Rychlost posuvu (mm/min) Tahové protažení při max. zatížení (mm) BK-K-Zima Směrodatná odchylka 989,51 4,95 1,13 0,00 0,44 Variační koeficient 35,45 35,45 51,00 0,00 37,07 Průměr (µ) 2791,70 14,00 2,22 50,00 1,18 Konečný výsledek (µ - u) 1802,20 9,05 1,09 50,00 0,74 5.2.2 Výsledky pevnosti lepeného spoje při tahové zkoušce ve smyku tahem u dřeva dubu, při použití lepidla Kleiberit V následujících tabulkách (tab.5, str. 36, tab.6,7, str. 37) jsou uvedeny výsledky pevnosti lepených spojů laboratorního měření statisticky vyhodnoceny, při použití lepidla Kleiberit u dřeva dubu. Vystavených normálním klimatickým podmínkám, zvýšené a snížené teplotě (teplu a zimě). Tab. 5: Průměrné hodnoty pevnosti ve smyku tahem, upravené o hodnotu nejistoty měření u dřeva dubu, lepeného lepidlem Kleiberit, vystavené normálním klimatickým podmínkám.(teplota: 22ºC,vlhkost: 45%) Fmax (N) Pevnost T Energie do Fmax (J) Rychlost posuvu (mm/min) Tahové protažení při max. zatížení (mm) DB-K-Normální pod. Směrodatná odchylka 555,35 2,78 0,54 0,00 0,24 Variační koeficient 27,27 27,27 46,43 0,00 26,27 Průměr (µ) 2036,60 10,20 1,16 50,00 0,90 Konečný výsledek (µ - u) 1481,26 7,42 0,62 50,00 0,66 36
Výsledky laboratorního měření Tab. 6: Průměrné hodnoty pevnosti ve smyku tahem, upravené o hodnotu nejistoty měření u dřeva dubu, lepeného lepidlem Kleiberit, vystavené zvýšené teplotě (teplu). (teplota : 30 ºC, vlhkost : 90 %) Fmax (N) Pevnost T Energie do Fmax (J) Rychlost posuvu (mm/min) Tahové protažení při max. zatížení (mm) DB-K-Teplo Směrodatná odchylka 305,07 1,53 0,34 0,00 0,18 Variační koeficient 15,66 15,66 25,12 0,00 16,27 Průměr (µ) 1947,60 9,70 1,36 50,00 1,10 Konečný výsledek (µ - u) 1642,54 8,18 1,02 50,00 0,92 Tab. 7: Průměrné hodnoty pevnosti ve smyku tahem, upravené o hodnotu nejistoty měření u dřeva dubu, lepeného lepidlem Kleiberit, vystavené snížené teplotě (zimě). (teplota : 30 ºC, vlhkost : 0 %) Fmax (N) Pevnost T Energie do Fmax (J) Rychlost posuvu (mm/min) Tahové protažení při max. zatížení (mm) DB-K-Zima Směrodatná odchylka 403,25 2,02 0,86 0,00 0,54 Variační koeficient 18,73 18,73 50,69 0,00 42,19 Průměr (µ) 2152,60 10,80 1,69 50,00 1,27 Konečný výsledek (µ - u) 1749,35 8,78 0,83 50,00 0,73 37
Výsledky laboratorního měření 5.2.3 Výsledky pevnosti lepeného spoje při tahové zkoušce ve smyku tahem u dřeva jasanu, při použití lepidla Kleiberit V následujících tabulkách (tab.8,9 str. 38, tab.10, str. 39) jsou uvedeny výsledky pevnosti lepených spojů laboratorního měření statisticky vyhodnoceny, při použití lepidla Kleiberit u dřeva jasanu. Vystavených normálním klimatickým podmínkám, zvýšené a snížené teplotě (teplu a zimě). Tab. 8: Průměrné hodnoty pevnosti ve smyku tahem, upravené o hodnotu nejistoty měření u dřeva jasanu, lepeného lepidlem Kleiberit, vystavené normálním klimatickým podmínkám.(teplota: 22ºC,vlhkost: 45%) Fmax (N) Pevnost T Energie do Fmax (J) Rychlost posuvu (mm/min) Tahové protažení při max. zatížení (mm) JS-K-Normální pod. Směrodatná odchylka 667,93 3,34 0,84 0,00 0,41 Variační koeficient 26,43 26,43 46,02 0,00 35,57 Průměr (µ) 2526,90 12,60 1,83 50,00 1,15 Konečný výsledek (µ - u) 1858,97 9,26 0,99 50,00 0,74 Tab. 9: Průměrné hodnoty pevnosti ve smyku tahem, upravené o hodnotu nejistoty měření u dřeva jasanu, lepeného lepidlem Kleiberit, vystavené zvýšené teplotě (teplu). (teplota : 30 ºC, vlhkost : 90 %) Fmax (N) Pevnost T Energie do Fmax (J) Rychlost posuvu (mm/min) Tahové protažení při max. zatížení (mm) JS-K-Teplo Směrodatná odchylka 451,87 2,26 0,57 0,00 0,30 Variační koeficient 22,86 22,86 36,32 0,00 22,09 Průměr (µ) 1976,80 9,90 1,57 50,00 1,33 Konečný výsledek (µ - u) 1524,93 7,64 1,00 50,00 1,04 38
Výsledky laboratorního měření Tab. 10: Průměrné hodnoty pevnosti ve smyku tahem, upravené o hodnotu nejistoty měření u dřeva jasanu, lepeného lepidlem Kleiberit, vystavené snížené teplotě (zimě). (teplota : 30 ºC, vlhkost : 0 %) Fmax (N) Pevnost T Energie do Fmax (J) Rychlost posuvu (mm/min) Tahové protažení při max. zatížení (mm) JS-K-Zima Směrodatná odchylka 785,14 3,93 0,88 0,00 0,39 Variační koeficient 37,25 37,25 53,31 0,00 32,45 Průměr (µ) 2107,70 10,50 1,65 50,00 1,19 Konečný výsledek (µ - u) 1322,56 6,57 0,77 50,00 0,80 5.2.4 Výsledky pevnosti lepeného spoje při tahové zkoušce ve smyku tahem u dřeva lípy, při použití lepidla Kleiberit V následujících (tab.11,12, str. 39, tab.13, str. 40) tabulkách jsou uvedeny výsledky pevnosti lepených spojů laboratorního měření statisticky vyhodnoceny, při použití lepidla Kleiberit u dřeva lípy. Vystavených normálním klimatickým podmínkám, zvýšené a snížené teplotě (teplu a zimě). Tab. 11: Průměrné hodnoty pevnosti ve smyku tahem, upravené o hodnotu nejistoty měření u dřeva lípy, lepeného lepidlem Kleiberit, vystavené normálním klimatickým podmínkám.(teplota: 22ºC,vlhkost: 45%) Fmax (N) Pevnost T Energie do Fmax (J) Rychlost posuvu (mm/min) Tahové protažení při max. zatížení (mm) LP-K-Normální pod. Směrodatná odchylka 413,92 2,07 0,09 0,00 0,05 Variační koeficient 32,90 32,90 38,06 0,00 14,12 Průměr (µ) 1258,10 6,30 0,25 50,00 0,38 Konečný výsledek (µ - u) 844,18 4,23 0,15 50,00 0,33 Tab. 12: Průměrné hodnoty pevnosti ve smyku tahem, upravené o hodnotu nejistoty měření u dřeva lípy, lepeného lepidlem Kleiberit, vystavené zvýšené teplotě (teplu). (teplota : 30 ºC, vlhkost : 90 %) Fmax (N) Pevnost T Energie do Fmax (J) Rychlost posuvu (mm/min) Tahové protažení při max. zatížení (mm) LP-K-Teplo Směrodatná odchylka 426,64 2,13 0,47 0,00 0,41 Variační koeficient 41,92 41,92 65,81 0,00 42,57 Průměr (µ) 1017,70 5,10 0,71 50,00 0,96 Konečný výsledek (µ - u) 591,06 2,97 0,24 50,00 0,55 39
Výsledky laboratorního měření Tab. 13: Průměrné hodnoty pevnosti ve smyku tahem, upravené o hodnotu nejistoty měření u dřeva lípy, lepeného lepidlem Kleiberit, vystavené snížené teplotě (zimě). (teplota : 30 ºC, vlhkost : 0 %) Fmax (N) Pevnost T Energie do Fmax (J) Rychlost posuvu (mm/min) Tahové protažení při max. zatížení (mm) LP- K-Zima Směrodatná odchylka 418,55 2,09 0,41 0,00 0,36 Variační koeficient 30,02 30,02 52,65 0,00 45,19 Průměr (µ) 1394,20 7,00 0,78 50,00 0,81 Konečný výsledek (µ - u) 975,65 4,91 0,37 50,00 0,44 5.3 Laboratorní měření při použití lepidla Ponal 5.3.1 Výsledky pevnosti lepeného spoje při tahové zkoušce ve smyku tahem u dřeva buku, při použití lepidla Ponal V následujících (tab.14, str. 40, tab.15,16, str. 41) tabulkách jsou uvedeny výsledky pevnosti lepených spojů laboratorního měření statisticky vyhodnoceny, při použití lepidla Ponal u dřeva buku. Vystavených normálním klimatickým podmínkám, zvýšené a snížené teplotě (teplu a zimě). Tab. 14: Průměrné hodnoty pevnosti ve smyku tahem, upravené o hodnotu nejistoty měření u dřeva buku, lepeného lepidlem Ponal, vystavené normálním klimatickým podmínkám. (teplota : 22 ºC,vlhkost : 45 %) Fmax (N) Pevnost T Energie do Fmax (J) Rychlost posuvu (mm/min) Tahové protažení při max. zatížení (mm) BK-P-Normální pod. Směrodatná odchylka 341,94 1,71 0,47 0,00 0,14 Variační koeficient 10,96 10,96 20,32 0,00 11,38 Průměr (µ) 3119,60 15,60 2,31 50,00 1,24 Konečný výsledek (µ - u) 2777,66 13,89 1,84 50,00 1,10 40
Výsledky laboratorního měření Tab. 15: Průměrné hodnoty pevnosti ve smyku tahem, upravené o hodnotu nejistoty měření u dřeva buku, lepeného lepidlem Ponal, vystavené zvýšené teplotě (teplu). (teplota : 30 ºC, vlhkost : 90 %) Fmax (N) Pevnost T Energie do Fmax (J) Rychlost posuvu (mm/min) Tahové protažení při max. zatížení (mm) BK-P-Teplo Směrodatná odchylka 395,60 1,98 0,52 0,00 0,21 Variační koeficient 16,74 16,74 29,50 0,00 16,96 Průměr (µ) 2363,00 11,80 1,76 50,00 1,24 Konečný výsledek (µ - u) 1967,40 9,82 1,24 50,00 1,03 Tab. 16: Průměrné hodnoty pevnosti ve smyku tahem, upravené o hodnotu nejistoty měření u dřeva buku, lepeného lepidlem Ponal, vystavené snížené teplotě (zimě). (teplota : 30 ºC, vlhkost : 0 %) Fmax (N) Pevnost T Energie do Fmax (J) Rychlost posuvu (mm/min) Tahové protažení při max. zatížení (mm) BK-P-Zima Směrodatná odchylka 383,30 1,92 0,66 0,00 0,21 Variační koeficient 12,17 12,17 24,01 0,00 14,07 Průměr (µ) 3149,10 15,70 2,76 50,00 1,49 Konečný výsledek (µ - u) 2765,80 13,78 2,10 50,00 1,28 5.3.2 Výsledky pevnosti lepeného spoje při tahové zkoušce ve smyku tahem u dřeva dubu, při použití lepidla Ponal V následujících (tab.17, str. 41, tab.18,19, str. 42) tabulkách jsou uvedeny výsledky pevnosti lepených spojů laboratorního měření statisticky vyhodnoceny, při použití lepidla Ponal u dřeva dubu. Vystavených normálním klimatickým podmínkám, zvýšené a snížené teplotě (teplu a zimě). Tab. 17: Průměrné hodnoty pevnosti ve smyku tahem, upravené o hodnotu nejistoty měření u dřeva dubu, lepeného lepidlem Ponal, vystavené normálním klimatickým podmínkám. (teplota : 22 ºC,vlhkost : 45 %) Fmax (N) Pevnost T Energie do Fmax (J) Rychlost posuvu (mm/min) Tahové protažení při max. zatížení (mm) DB-P-Normální pod. Směrodatná odchylka 582,91 2,92 0,70 0,00 0,33 Variační koeficient 28,53 28,53 63,23 0,00 42,58 Průměr (µ) 2043,00 10,20 1,10 50,00 0,78 Konečný výsledek (µ - u) 1460,09 7,29 0,40 50,00 0,45 41
Výsledky laboratorního měření Tab. 18: Průměrné hodnoty pevnosti ve smyku tahem, upravené o hodnotu nejistoty měření u dřeva dubu, lepeného lepidlem Ponal, vystavené zvýšené teplotě (teplu). (teplota : 30 ºC, vlhkost : 90 %) Fmax (N) Pevnost T Energie do Fmax (J) Rychlost posuvu (mm/min) Tahové protažení při max. zatížení (mm) DB-P-Teplo Směrodatná odchylka 376,86 1,88 0,54 0,00 0,36 Variační koeficient 21,01 21,01 42,29 0,00 31,68 Průměr (µ) 1793,80 9,00 1,27 50,00 1,13 Konečný výsledek (µ - u) 1416,94 7,12 0,73 50,00 0,77 Tab. 19: Průměrné hodnoty pevnosti ve smyku tahem, upravené o hodnotu nejistoty měření u dřeva dubu, lepeného lepidlem Ponal, vystavené snížené teplotě (zimě). (teplota : 30 ºC, vlhkost : 0 %) Fmax (N) Pevnost T Energie do Fmax (J) Rychlost posuvu (mm/min) Tahové protažení při max. zatížení (mm) DB-P-Zima Směrodatná odchylka 662,61 3,31 0,69 0,00 0,35 Variační koeficient 35,24 35,24 49,05 0,00 29,36 Průměr (µ) 1880,30 9,40 1,41 50,00 1,20 Konečný výsledek (µ - u) 1217,69 6,09 0,72 50,00 0,85 42