Zvyšování kvality výuky technických oborů Klíčová aktivita V. 2 Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol Téma V. 2.15 Konstrukční materiály Kapitola 27 Lepené lamelové dřevo Tomáš Wolny 30. 9. 2012
Obsah ÚVOD - ANOTACE... 1 1 LEPENÉ LAMELOVÉ DŘEVO... 1 1.1 VÝROBA LAMELOVÉHO DŘEVA... 2 1.2 POUŽITÍ LAMELOVÉHO DŘEVA... 4 1.3 CHARAKTERISTIKA LEPENÉHO LAMELOVÉHO DŘEVA... 4 1.4 VÝHODY... 4 2 DOPORUČENÁ LITERATURA... 5 3 POUŽITÁ LITERATURA A ZDROJE... 6 4 SEZNAM OBRÁZKŮ... 7
Úvod anotace Výukový materiál se zabývá Lepeným lamelovým dřevem, jeho rozdělením, výrobou a použitím. Výklad je doplněn kontrolními otázkami k procvičování a opakování. Cílem výukového materiálu je poskytnutí dostatečného množství informací o široké škále těchto materiálů na bázi dřeva a operacích spojených s tímto materiálem. Výukový materiál je součástí celku, který se zabývá souhrnem nejčastější používaných Konstrukčních materiálů na bázi dřeva v dřevařské a nábytkářské výrobě. Zpracovaný materiál je možné použít při vyučování studijního oboru nábytkářství 33-42- M/01a učebních oborů truhlářů 33-56-H/01, tesařů 36-64-H/01. Vzdělávací materiál svým obsahem, pokrývá podstatnou obsahovou část tematických celků v odborných předmětech Nauka o materiálech. 1
1 Lepené lamelové dřevo Lepené lamelové dřevo je konstrukční materiál vyráběný z běžného pilařského řeziva, v ČR začala jeho výroba již v roce 1952. Princip výroby lepeného lamelového dřeva spočívá v plošném slepení dřevěných lamel na sebe. Tímto způsobem se vyrábějí přímé nebo tvarové nosníky, které mají široké možnosti použití ve stavebnictví především pro střešní konstrukce. Výroba lepených nosníků, při aplikaci vylepšeného systému lepení a moderních lepících směsí, i v současnosti představuje perspektivní oblast využití pro značné množství dřeva a umožňuje výrobu kvalitních stavebních prvků velkých průřezů a délek. Lepené lamelové dřevo (BSH Brettschichtholz, Glulam Glued laminated timber) je vyrobeno z délkově nastavených lamel, tloušťkově slepených v několika vrstvách. Povrch je čtyřstranně frézován, případně i broušen. Výrobky bývají zpravidla zhotoveny pro konkrétní požadavky odběratele. Většina výrobců produkuje přímé i zakřivené tvary obvykle v délkách do 35 m, ale u některých firem může délka lepeného dřeva dosahovat až 50 m. Při spojení několika prvků lze vytvořit nosnou konstrukci s rozponem přesahujícím 100 m. 1.1 Výroba lamelového dřeva Lamelové dřevo je vyráběno většinou ze smrkového dřeva, někteří výrobci nabízejí také modřín a dub. Materiál používaný na výrobu lamelového dřeva (fošny nebo silnější prkna) je před vlastní výrobou usušen v sušárnách na vlhkost 15 ± 3 %. Vhodná vlhkost vstupního materiálu je důležitá pro tvarovou a rozměrovou stálost konečného výrobku. Výrobní linky tvoří jednotlivé obráběcí stroje propojené podélnými a příčnými dopravníky. Vzhledem k potřebě manipulovat se slepeným prvkem se zejména v závěrečné fázi výroby užívají jeřábové dráhy a těžké dopravníky. 2 první operací na usušeném řezivu je označení vad (suky, trhliny) a vyřezání těchto vad na automatické zkracovací pile. Vzniklé různě dlouhé přířezy jsou po několika kusech přesunuty k automatické čepovací frézce, kde jsou na obou stranách vytvořeny zubovité spoje a naneseno lepidlo, lepidla použitá pro lepení musí splňovat normované požadavky na pevnost a odolnost proti působení vlhkosti. Pro délkové lepení lamel se většinou používá modifikované PVAC lepidlo, jednotlivé přířezy s naneseným lepidlem jsou okamžitě dopravníkem přesouvány do průběžného podélného lisu a délkově lisovány. Vzniká nekonečně dlouhá neopracovaná lamela, která je zkracována na požadované rozměry. Jednotlivé lamely jsou poté přesunuty dopravníkem do meziskladu k vytvrzení lepidla, po vytvrzení prochází délkově slepené lamely čtyřstrannou frézkou a jsou přesně ofrézovány, dále následuje jednostranné nanášení vrstvy lepidla pomocí polévací nebo postřikovací nanášečky. Používá se fenol-formaldehydové lepidlo, které vytvoří tmavou lepenou spáru, nebo dražší melamin-formaldehydové lepidlo s výslednou bezbarvou spárou. Použité lepidlo vždy musí zajistit požadovanou pevnost spojů v průběhu celé doby předpokládané životnosti konstrukce. Kvalita lepidla je
důležitá především u obloukových nosníků, kdy je výsledný tvar fixován slepením jednotlivých lamel, lamely s naneseným lepidlem jsou přesouvány k šroubovým lisům. Po složení lepeného prvku je v jednotlivých lisovacích jednotkách vyvinut tlak. Lepidlo se v lisovaném souboru vytvrzuje několik hodin za dílenské teploty. Většina výrobců má možnost jednotlivé lisovací jednotky přestavovat a lepit přímý nebo různě zakřivený prvek. Lisovací systém také dovoluje lepení kónických prvků, slepený prvek je po vyjmutí z lisu přesunut k robustní dvoustranné tloušťkovací frézce kde je tloušťkově ofrézován. Tento stroj dovoluje opracovat zpravidla max. šířku 200 cm a tomu odpovídá také max. lepená šířka (výška nosníku). Ofrézovaný prvek se dále zkracuje na přesnou délku a zpravidla pomocí ručních nástrojů se také zhotovují konstrukční spoje a osazení kování. Výrobci nabízejí, podobně jakou u KVH, dvě pohledové jakostní třídy bez vyspravených drobných pohledových vad a jakost s vyspravenými vadami a přebroušením. Na hotovém výrobku se také často provádí povrchová úprava ochrannými nebo dekoračními nátěrovými systémy. Nátěry se, pro rozměrnost a obtížnou manipulovatelnost, provádí většinou ručně. Obrázek 1 Příklad využití lamelového dřeva 3
1.2 Použití lamelového dřeva Lamelové dřevo je určeno především pro výstavbu skeletových systémů, velkorozponových konstrukcí, víceúčelových hal, stadionů, lávek, mostů ale i pro zastřešení pohledově náročných prostor (divadla, obytná podkroví, sportovní haly). Standardní rozměry lepeného prvku jsou obvykle do 35 x 2 x 0,24 m. Nosníky přesahující tyto rozměry se spojují z více kusů. 1.3 Charakteristika lepeného lamelového dřeva Lepené lamelové dřevo je konstrukční prvek vytvořený slepením délkově nastavených dřevěných lamel s převážně rovnoběžnými vlákny. Pro nastavování lamel se používají velké zubovité spoje s délkou ozubu nejméně 50 mm Horizontálně lamelované lepené dřevo lepené spáry jsou kolmé k delší straně průřezu, při ohybovém namáhání působí zatížení kolmo k širší ploše lamel. Vertikálně lamelované lepené dřevo lepené spáry jsou kolmé ke kratší straně průřezu (pouze ojedinělá výroba). 1.4 Výhody přesné tvarové provedení, rozměrová stabilita, kvalitní povrch, třídy pevnosti dle harmonizovaných norem, možnost výroby velkých rozměrů, průřezů i délek, umožněna výroba tvarových nosníků. Kontrolní otázky: 1. Popiš výrobu lepeného lamelového dřeva. 2. Uveď použití lepeného lamelového dřeva. 4
2 Doporučená literatura 1. Zdeňka Křupalová. Nauko o materiálech. Sobotáles Praha, 2008. ISBN 978-80-86817-25-5 2. Nutsch, W. A kol. Příručka pro truhláře. Sobotáles Praha, 1999. ISBN 80-85920-60-3 5
3 Použitá literatura a zdroje 1. Zdeňka Křupalová. Nauko o materiálech. Sobotáles Praha, 2008. ISBN 978-80-86817-25-5 3. Nutsch, W. A kol. Příručka pro truhláře. Sobotáles Praha, 1999. ISBN 80-85920-60-3 6
4 Seznam obrázků OBRÁZEK 1 PŘÍKLAD VYUŽITÍ LAMELOVÉHO DŘEVA... 3 7