Predhovor. Obr. 1.1 Stavba postavená od podlahy po strechu z dreva

Transcript

1 1 Predhovor Rast a vznikanie nových potrieb a nárokov človeka, napredujúce pokroky vedy a techniky značne rozšírili a rozširujú možnosti uplatnenia dreva v stavebníctve. Drevo vďaka svojej štruktúre a textúre a z nich plynúcim vlastnostiam ostáva stále konštrukčne významným a aktuálnym materiálom pre realizáciu drevených stavebných konštrukcií a stavebno-stolárskych výrobkov. Drevo je najvýznamnejší rastlinný materiál v stavebníctve a má najvšestrannejšie použitie. Zo žiadneho iného stavebného materiálu nemožno postaviť dom od podlahy až po krytinu. Do 19 storočia boli drevo a prírodný kameň prevažujúcimi stavebnými materiálmi. V časoch industrializácie vytlačila oceľ ako dôležitý produkt veľkopriemyslu drevo ako dovtedy remeselný stavebný materiál v mnohých oblastiach a v 20. storočí nastalo víťazné ťaženie železobetónu. Aj keď drevo v uplynulom období stratilo na svojom širokom uplatnení, zachovalo si svoj význam a v dôsledku súčasných požiadaviek trvalo udržateľného rozvoja sa mu ako stavebnému materiálu otvárajú nové perspektívy. Obr. 1.1 Stavba postavená od podlahy po strechu z dreva Bývanie je jednou zo základných ľudských potrieb. Domy, ktoré staviame, majú veľký podiel na uspokojovaní našej potreby po pocite spokojnosti a pohody. Samozrejmým želaním je, aby vytvorenie bývania bolo zdravé v dome bola stále vytvorená priaznivá klíma, teda čerstvý vzduch s vhodnou teplotou a vlhkosťou a pod. Ďalšími našimi želaniami a požiadavkami je bez údržbovosť, alebo minimálna údržba a opravy domu počas jeho životnosti a taktiež čo najmenšie náklady na vykurovanie. Drevené stavby ponúkajú možnosti nízkych prevádzkových nákladov. Voľba materiálov a stavebného systému je dôležitá na vytvorenie zdravého, prijemného, pohodlného a hospodárneho bývania. Hlavným z materiálov pre výrobu rôznych drevených stavebných konštrukcií a systémov rodinných domov je drevo v prirodzenej forme (guľatina, rezivo) alebo modifikované lepením do rôznych typov konštrukčných prvkov, polotovarov (lepené lamelové drevo, rôzne lisované bloky a pod.) a taktiež stavebných dielov. Ďalšou veľkou skupinou materiálov sú veľkoplošné prvky konštrukcie na báze dreva. Súčasťou pre konštrukciu drevených stavieb sú materiály na silikátovej báze (sadrokartón a pod), tepelno-zvukové izolácie, hydroizolácie, parozábrany, paropriepustné materiály atď. Súčasné poznatky pre navrhovanie drevených stavieb sú na vysokej úrovni a umožňujú projektovať príťažlivé objekty na rôzne účely. K základom dobrého projektovania konštrukcií dreveného objektu (podlahy, steny, stropy, strechy) je poznanie, správne využitie a skombinovanie mechanicko-fyzikálnych vlastností dreva, materiálov na báze dreva a všetkých ostatných používaných materiálov do konštrukčných skladieb a detailov, aby boli spoľahlivo funkčné pevnostne, fyzikálne a zároveň mali požadovanú estetickú úroveň. Cieľom uvedených skrípt je poskytnutie prehľadu prvkov a konštrukcií na materiálovej báze dreva, ich mechanicko-fyzikálnych vlastnosti, ich použitie v konštrukčných skladbách s vplyvom fyzikálnych faktorov (teplo, vlhkosť, vzduch) s bližšou špecifikáciou tepelno-vlhkostných vlastností na ukážkach počítačových simulácii. Súčasťou cieľa je aj prehľad informácií o dreve a lepenom dreve na stavebné účely a stavebno-stolársku výrobu.

2 2 Skriptá sú určené pre študentov študijného odboru Drevárstvo, študijný program - Konštrukcia drevených stavieb a nábytku. Autori I) VEĽKOPLOŠNÉ PRVKY KONŠTRUKCIE NA BÁZE DREVA PRE STAVEBNÉ ÚČELY 1. Pohľad na drevo a veľkoplošné prvky konštrukcie na báze dreva Drevo ako súčasť biologického životného prostredia človeka v súčasnej dobe moderného životného štýlu, straty istôt a styku s obrovským množstvom informácii nadobúda zvláštneho významu najmä u senzibilných a od prostredia vo zvýšenej miere závislých skupín, (Attention Deficit Trait-ADT) t.j. syndróm straty pozornosti, ako sú mimoriadne vyťažení ľudia z práce, deti, starí ľudia, invalidi, a chorí ľudia. (Hallowel,CNET.com). Drevo možno na základe jeho špecifických vlastností považovať za psychotonikum, ktoré má stres kompenzujúce a duševne relaxačné účinky. Drevo je vedľa prírodných textílií elementom uvoľnenia vo vzruchovej klíme umelých stavebných hmôt a má výrazne pozitívny emocionálny efekt. Drevo ako základný konštrukčný materiál interiérových prvkov môže zohrať dôležitú úlohu na základe svojich sorpčných vlastností (viazanie a uvoľňovanie vlhkosti) ako regulátor extrémnych hodnôt relatívnej vlhkosti vzduchu. Vzťah verejnosti voči drevu je veľmi priaznivý, avšak predstavy a znalosti o jeho výhodách a nevýhodách sú nedostatočné (Kammerhoffer 1990). Prirodzené vlastnosti dreva ako ľahkého, pevného, pružného materiálu s dobrými tepelnoizolačnými, dekoračnými vlastnosťami, s jeho možnosťou spájania a ohýbania umožňujú jeho využitie v stavebných konštrukciách, pri výrobe nábytku, hudobných nástrojov, športových potrieb, hračiek, obalov ako aj ďalších výrobkov pre všeobecné použitie (Požgaj a kol. 1993). Výrobky získané z dreva mechanickou cestou zahrňujú v sebe niektoré negatívne vlastnosti ako je zmena vlastností, anizotropia, nerovnomerná štruktúra, chyby, napúčanie, zosychanie, šúverenie a praskanie, nižšia odolnosť voči biologickým škodcom (hmyz, plesne, huby) a jeho horľavosť. Uvedené nedostatky dreva sa môžu čiastočne odstrániť modifikáciou jeho vlastnosti chemicko-mechanickým a chemickým spracovaním dreva na listové, doskové materiály a bloky ako sú: papier, lepenka, dyhy, drevovláknité a drevotrieskové dosky a bloky alebo lepené bloky. Modifikáciou prírodných vlastností dreva (antiseptikami, antipyrénmi, živicami, lisovaním, reliefovaním, plastifikáciou, zhusťovaním, hydrofobizáciou, minerálnymi látkami), získavajú sa materiály odolné proti, biologickým škodcom (huby, plesne), vlhkosti, ohňu, alebo materiály vyššej pevnosti, nižšej hygroskopicity, dekoračných a mnohých ďalších vlastností pre technologické a priemyselné využitie. Definícia: Pod pojmom veľkoplošné prvky a bloky konštrukcie na báze masívneho dreva rozumieme výrobky z elementov dreva získaných delením z výrezov menších priemerov a reziva a ich rekonštitúciou na výrobky plošné alebo zruby, nosníky a bloky. Pod pojmom veľkoplošné prvky a bloky konštrukcie na báze dreva - aglomerované materiály rozumieme výrobky z drevných alebo iných lignocelulózových častíc, získaných dezagregáciou rastlinného materiálu a ich rekonštitúciou na plošné alebo tvarové výlisky

3 3 lepením a lisovaním alebo vytvrdnutím pojiva z minerálnych materiálov cementu, sadry, magnézia a vody s prímesou drevených častíc a prísad. Východiskové pozície pre zostavenie veľkoplošných prvkov a blokov konštrukcie na báze masívneho dreva sú tvary a rozmery elementov masívneho dreva, spôsob skladania súboru a spôsob ich spojenia. Prednosti veľkoplošných prvkov a blokov konštrukcie na báze masívneho dreva : - nízky rozptyl vlastnosti materiálov, - cielené zvýšenie pevnosti materiálov, - redukovanie vlhkostných zmien dĺžky ako aj hrúbky, - rozmerová stálosť, - veľkoplošnosť, - izotropnosť a homogénna štruktúra bez chýb, - široký sortiment (hustôt, hrúbok, pevnosti, hmotnosti na jednotku plochy, špeciálne úpravy atď.), - nízka hodnota tepelnej vodivosti, - dobré akustické vlastnosti, - možnosť spájania (lepením, klincovaním, skrutkovaním, sponkovaním a inými spojovacími prostriedkami), - možnosť rôznej povrchovej úpravy, - všeobecne dobrý estetický vzhľad, - využitie druhotných surovín. Negatívne vlastnosti ako je ich horľavosť, nízka odolnosť voči biologickým škodcom, navĺhanie a nasiakanie je možné eliminovať použitím nových technológii výroby, metódami zušľachťovania týchto materiálov alebo ich uzatvorením napr. proti vstupu vlhkosti. Rozširuje sa sortiment používaných lepidiel, povrchových úprav, zlepšujú sa ich mechanické vlastností (najmä pevnosť v ohybe, modul pružnosti), niektoré technologické vlastnosti (tvrdosť, odolnosť voči opotrebeniu), ochrana proti prechodnej vlhkosti, modifikácia dosák minerálnymi pojivami, rozširuje sa účelový sortiment kompozitných materiálov a kompletovaných dielcov sendvičového typu, čo umožňuje ich významný prienik do stavebníctva. 2. Prehľad veľkoplošných prvkov a blokov konštrukcie na báze dreva Oblasti použitia Klasické oblasti použitia týchto materiálov sú stavebníctvo a výroba nábytku. Iné dôležité oblasti použitia sú pri výrobe motorových vozidiel, ako obloženia interiérov, oblasť obalov, ako aj betonárske dielce atď. Vo väčšine použití sa vyžaduje nízka vlastná hmotnosť spolu s vysokou pevnosťou. Vo výrobe nábytku a obložení interiérov pristupuje ku tomu dobrá úprava povrchov a pre obrábanie vhodné opracovanie bočných plôch. Pri vonkajších použitiach a v určitých oblastiach stavieb patria ku dôležitým kritériám odolnosť voči vlhkosti a rezistencia voči požiaru a biologickým škodcom. 2.1 Rozdelenie veľkoplošných prvkov a blokov konštrukcie na báze dreva : - veľkoplošné prvky a bloky na báze masívnych elementov dreva, - aglomerované materiály na báze dreva.

4 4 2.2 Rozdelenie podľa spôsobu spájania: - spájanie lepením, - lepením a kovovými spojovacími prostriedkami, - kovovými spojovacími prostriedkami, - iným spôsobom (napr. špagátovanie u latovkových stredov) Rozdelenie veľkoplošných prvkov a blokov konštrukcie z masívnych elementov dreva lepením podľa spôsobu skladania súboru: - lamelovanie, t. j. skladanie súboru na hrúbku pri zhodnej orientácii vlákien po dĺžke elementov, - preglejovanie, t. j. skladanie súboru na hrúbku pri krížovej orientácii vlákien, - škárovanie, t. j. skladanie súboru na šírku pri zhodnej orientácii vlákien po dĺžke elementov, - kombinované skladanie, t. j. skladanie súboru na hrúbku aj šírku pri zhodnej orientácii vlákien po dĺžke, - nadstavovanie kratších masívnych elementov na dĺžku pre všetky typy skladania súboru Elementy masívneho dreva, tvary a rozmery - rozdelenie element polovice prizmy štvrťky prizmy rezivo hobľované (lamely) lamelky hranolčeky latky dyhy hrúbka x šírka 100 až 200 mm max. 120 x 120 mm max. 12 až 30 mm x 100 a viac mm 5 až 8 mm x 20 až 50 mm 20 až 50 mm x 20 až 50 mm 12 x 20 mm 0,1 až 3,0 mm x šírka dyhového listu mm 2.3 Základné delenie blokov z masívnych elementov dreva lamelovanie Lepené plnostenné a skriňové nosníky (Glu-lam) Lepené nosníky plnostenné sa vyrábajú lepením masívnych elementov dreva lamelovaním z dĺžkovo nastavených lamiel Technologický postup výroby lepených plnostenných nosníkov a zrubov - skladovanie reziva v prostredí umožňujúcom ustálenie vlhkosti (rovnovážna vlhkosť), - opracovanie reziva na požadované rozmery a akosť povrchu, - vyhotovenie úkosového alebo zubovitého spoja a lepenie (nastavovanie na dĺžku), - zaistenie dostatočného a rovnomerného nánosu lepidla, - skladanie súboru opracovaného a naneseného reziva lepidlom (lamelovanie), - lisovanie súboru (prípadne i pri zvýšení teploty pri vytvrdzovaní lepidla), - opracovanie hotových nosníkov Rozdelenie nastavovanie masívnych elementov - na dĺžku - nastavovanie na tupo, - nastavovanie na úkos, - nastavovanie klinovým spojom.

5 5 Nastavovanie na dĺžku masívnych elementov na tupo a úkos v skladbe nosníkov sa umiestňuje v neutrálnej zóne. Obr. 2.1 Nastavovanie na tupo (13) Spoje na tupo sa užívajú len na vnútorné časti lamelového prierezu v blízkosti neutrálnej osi kde tlakové i ťahové napätia majú nízke hodnoty. Vzdialenosť tupých zrazov v dvoch susedných lamelách musí byť minimálne 500mm. Spoj na tupo sa nedoporučuje v strednej časti prierezu u zakrivených lamelových prvkov, kde spoj na tupo spôsobuje efekt znázornený na obr.2.1. Obr. 2.2 Nastavovanie na úkos (13) Nastavovanie na úkos sa robí iba v bezchybnej časti lamely, pričom vzdialenosť najbližšej hrče od úkosovej plochy má byť najmenej 150mm. Sklon úkosovej plochy sa doporučuje 1:10 pre namáhanie ťahom a 1:6 pre namáhanie tlakom. Osová vzdialenosť dvoch úkosových spojov v susedných lamelách musí byť najmenej 20 násobok hrúbky lamely,obr.2.2 Obr. 2.3 Klinový spoj (na bokoch lamely) Obr.2.4 Klinový spoj (na plochách lamely) (13

6 6 Obr. 2.5 Klinový spoj (na plochách a bokoch lamely) (13) Nastavovanie klinovým spojom sa používa v bezchybnej časti lamely. Z hľadiska mechanických vlastností klinového spoja je najvýhodnejšia alternatíva na obr.2.5.pre hlavné nosné prvky drevených stavebných konštrukcií sa pohybuje dĺžka zubov od 40 do 60 mm. Nastavovanie klinovým spojom - rozdelenie: - orientácia ozubenia na bokoch lamely (obr. 2.3), - orientácia ozubenia plochách lamely (obr. 2.4), - orientácia ozubenia na plochách a bokoch lamely (obr. 2.5). Podľa dĺžky zubov delíme dĺžkové nastavovanie zubovitým spôsobom na: - klasický ozub s dĺžkou zuba 25-60mm, - mini ozub s dĺžkou zuba 7-10mm, - mikro ozub s dĺžkou zuba 3-5mm Obr. 2.6 Príklady konštrukcií lamelových (vrstvených) lepených nosníkov (1) Drevené lamelové lepené nosníky rovného a kónického tvaru, jednoduchého plného a skriňového prierezu sú vhodné pre strešné konštrukcie. Normy pre výrobu sú pôvodná STN , harmonizovaná STN EN 386.

7 7 (b) (a) Obr. 2.7 Príklady konštrukcií vyľahčených lepených nosníkov (23) Vyľahčené lepené nosníky so stenou z veľkoplošných materiálov, priame i tvarované sú vhodné pre rôzne tvary a typy konštrukcií zastrešenia na väčšie rozpony Lepené lamelové zrubové bloky Lepené zrubové bloky sa vyrábajú lepením masívnych elementov dreva lamelovaním. Technologický postup výroby je zhodný ako pri výrobe plnostenných nosníkov. Príklady lepených zrubových blokov: Obr. 2.8 Steny z lepených zrubov(detail spoja) (15) Obr. 2.9 Lepené lamelové stropné panely (vertikálna orientácia lamiel)

8 8 (a) (b) Obr Horizontálna orientácia lamiel v zrube (15) LVL (Laminated Veneer Lumber) Microlam Vyrába sa z lúpaných dýh obyčajne mäkkých drevín. Smer vlákien u všetkých dýh je pozdĺžny. Pri skladaní súboru je nutná operácia otáčania dýh, aby sa odstránila pamäť dýh po lúpaní. Lepidlo sa nanáša len na hornú plochu dýh. Vonkajšia vrstva je vyrobená z dýh vyššej kvality, ktoré sú zosadzované na dĺžku na úkos. Vnútorné dyhy môžu byť zosadzované po dĺžke na tupo obr Nosníky z lepených lúpaných dýh (lamelovanie). Normy pre výrobu vrstveného dyhovaného dreva sú STN EN 14279, STN Vrstvené dyhované drevo. Definície, triedenie a špecifikácia. (a) Obr Spôsob výroby LVL systému (Laminated veneer lumber) (17, 28) (b)

9 9 2.4 Základné delenie veľkoplošných prvkov a blokov konštrukcie z masívnych elementov dreva preglejovanie Preglejované dosky Preglejované dosky sú konštrukčné dosky, alebo dielce vyrobené zlepením troch alebo viacerých drevných elementov (dýh, dýh a latovkového stredu, dýh a iného materiálu, alebo kombinácia elementov dreva), ktorých hrúbka je menšia než ich šírka alebo dĺžka. Preglejované dosky sa delia podľa rôznych hľadísk na skupiny: Podľa použitého druhu lepidla na: - vodovzdorné, - čiastočne vodovzdorné, - nevodovzdorné. Podľa druhu použitého dreva na: - listnaté, - ihličnaté, - kombinované, ak sú zložené z niekoľkých rôznych druhov dreva. Podľa veľkosti lisovacieho tlaku na: - zhustené, - nezhustené. Podľa úpravy povrchu na dosky: - brúsené, - nebrúsené. Podľa konečného použitia na: - na všeobecné použitie, - pre stavebníctvo, - pre obalovú techniku, - pre letectvo a pod. Pod pojmom preglejované dosky sa rozumejú: - preglejky, - biodosky, - vrstvené lisované drevo, - voštinové dosky, - dosky typu Lignotrend, s krížovou orientáciou reziva s medzerami v stredovej vrstve. Preglejky sa vyrábajú s povrchovou dyhou (preglejovačkou) lúpanou alebo krájanou. Hlavnou zásadou pri konštrukcii dosiek je, že preglejovačky a aj vnútorné vrstvy (vložky) ležiace súmerne k stredu dosky musia mať rovnaký smer drevných vlákien, ktorý však musí byť zároveň kolmý na smer drevných vlákien predchádzajúcej vrstvy. Takáto konštrukcia zaručuje optimálne rozloženie hodnôt pevnosti vo všetkých smeroch a súčasne eliminuje zosychanie a napúčanie jednotlivých vrstiev položených kolmo na smer vlákien. Preglejky môžu byť vyrobené z jednej dreviny alebo z kombinácie dvoch alebo viacerých drevín. Musí však byť dodržaná zásada, že preglejovačka a vložky ležiace súmerne k stredu dosky musia byť vyrobené z rovnakej dreviny a musia mať rovnakú hrúbku. Základnú charakteristiku preglejovaných dosák vymedzuje STN EN Triedenie a terminológia. Časť 1: Triedenie, STN EN313-2 Triedenie a terminológia. Časť 2: Terminológia a STN Preglejované dosky. Základné a spoločné ustanovenia.

10 Preglejky Obr Konštrukcia preglejovaných materiálové (4) a preglejka, b latovky Preglejky sú preglejované dosky vyrobené z dvoch alebo viacerých vrstiev lúpaných alebo krájaných dýh, ktoré sú zlepené a zlisované prevažne kolmo na smer vlákien (viď. obr.2.12). Podľa počtu vrstiev rozoznávame dosky (viď obr a.) - trojvrstvové, - päťvrstvové, - viacvrstvové Latovky Latovky sú preglejované dosky vyrobené obojstranným oblepením latovkového stredu dyhami, ktoré sú lepené kolmo na smer drevných vlákien (viď obr.2.13). Latovkové stredy sa vyrábajú z ihličnatého reziva narezaním radiálnych latiek, spájaných špagátovaním, alebo lepením. Obr Latovky: a) stred motúzový, b) stred lepený (4) Delenie latoviek: - latovky trojvrstvé (dyha / stred / dyha) - latovky päťvrstvé (2x dyha / 1x stred / 2x dyha) - latovky viacvrstvé zdvojené (2x dyha / 2x stred / 2x dyha)

11 11 U výroby päťvrstvých latoviek je smer dýh vzájomne kolmý, u päťvrstvých zdvojených je smer vlákien dýh súhlasný. Na plášťovanie latovkového stredu možno použiť aj tenké drevotrieskové dosky typu (Mende) alebo tvrdé drevovláknité dosky podľa požiadaviek užívateľa. Sú k dispozícii aj vodovzdorné latovky pre stavebníctvo norma: STN Latovky Biodosky Biodosky - sú dosky podobné latovkám, kde namiesto tenkých vrchných preglejovačiek sú na latovkový stred nalisované tenké lamely hrúbky 5 8 mm, šírky mm. Obr.2.14 Konštrukcia biodosky Vrstvené lisované drevo Vrstvené lisované drevo - je vrstvené z dýh impregnovaných fenolickou živicou a lisované ako nezhustené alebo sa doska lisovaním zhusťuje. - nezhustené lisované drevo s hustotou ρ= kg.m 3 - zhustené lisované drevo s hustotou ρ= kg.m 3 Stabilizácia tvaru Obr Vrstvené lisované drevo Voštinové dosky Voštinové dosky - sa skladajú z obvodového rámu z ihličnatého reziva oplášťovaného tenkou doskou na báze dreva (drevovláknitá doska tvrdá, preglejka ) a stredovej výplne (voštiny). Voštinovými doskami sa zaoberá norma STN Oplášťované konštrukčné dosky s rámom. Základné typy voštinových dosiek sú na obr

12 12 Obr Základné typy voštinových dosiek (4) a) voštinová doska so stredovou výplňou zhotovenou z pásikov DVD b) doska so stredovou výplňou z papierovej voštiny c) voštinová doska so stredom z vlnitej lepenky Obr.2.17 Voštinové dosky bez rámovej konštrukcie (nábytkársky priemysel) (11) Lignotrend Lignotrend sú dosky z prekríženého lepeného reziva, kde lícová a rubová plocha dosky je kompaktná a jadro je tvorené s medzerami medzi prvkami. Dosky sa vyrábajú troj až sedem vrstvové. Rozmerová stabilita dosák je zabezpečená typom konštrukcie. Dosky sa používajú ako špeciálny systém drevených stavieb pre výstavbu rodinných domov.

13 13 (a) (b) Obr Princíp lepenia Lignotrend (25) Preglejované dosky (veľkoplošné panely) a Obr Preglejované panely (a) a bloky (b) (25) b

14 Kombinovaný spôsob skladania súborov Vyľahčené lepené nosníky Lignatur Lignatur je tvorený plášťom lepeným z masívu s ponechaným dutým stredom (pozri obr. 2.20) Pre vylepšenie termo - akustických vlastností môže byť vyplnený tepelnoizolačným materiálom. Používa sa v strešných a stropných konštrukciách. Má dobré pevnostné charakteristiky jednotlivých prvkov a výhodou je vysoký stupeň dokončenia stavby po montáži. Systém môže byť využitý aj ako konštrukcia obvodových stien skladaním týchto hranolov do pripravenej kostry. Systém nepoužíva parozábranu, čo môže spôsobovať po čase niektoré problémy s kondenzáciou vodných pár najmä v stenách. Panely z dutých profilov sa vyrábajú z reziva pevnostnej triedy SI v hrúbkach od 400 do 1000mm a vo voliteľných dĺžkach obmedzených iba statickými výpočtami a výrobnou technológiou. Rezivo je strojovo triedené podľa pevnosti z ktorého sú vymanipulované chyby. Po vykrátení sa jednotlivé diely spoja do nekonečného vlysu. Dĺžkovo pripravený dielec je štvorstranne frézovaný a prechádza nanášačkou lepidla a prechádza na skladanie súboru v skladacom lise. Lisuje sa po dobu 5 minút vo vysokofrekvenčnom ohreve. Po klimatizácii sa zlepený dutý hranol štvorstranne frézuje a tým sa vytvoria drážky a perá pre vzájomné prepojenie hranolov. Nakoniec dôjde k presnému kráteniu na dĺžku a k dokončeniu viditeľných strán brúsením k dokončeniu povrchu. Dokončené diely sú balené do plastovej fólie ako ochrana proti vlhkosti v priebehu transportu. Obr Systém Lignatur (24) Nosníky Starwood Starwood nosníky sú vyrábané z tenkej ihličnatej guľatiny do max. rozmeru 24 cm na tenšom konci. V štiepkovacom agregáte sa upraví guľatina na šesťuholníkový tvar a zároveň sa rozreže na dve časti. Po vytriedení a vysušení sa bok pozdĺžne rozreže na štvrťky, ktoré sa štvorstranne frézujú na čistý rozmer. Na ofrézované dielce sa nanesie bezfarebné polyuretánové lepidlo. Od nanášačky lepidla postupujú dielce k zostaveniu súboru a zlisujú sa do kompaktného celku (hranola s dutým stredom). Po klimatizácii sa výrobky krátia na požadovanú dĺžku alebo sa nastavujú (ozub ako nekonečný vlys). Nosníky majú prierez 80x100 až 160 x 230mm. Mechanické vlastností sú na úrovni nosníkov z plného dreva alebo lepšie. Výhoda týchto nosníkov spočíva v tom, že technológia výroby a orientácia vlákien spôsobujú rozmerovú stabilitu a na nosníkoch sa nevytvárajú pozdĺžne trhliny ani pri kolísaní vlhkosti dreva v hraniciach 10-30%. Starwood je výborným konštrukčným materiálom nie len do interiérov ale aj na viditeľné časti v exteriéri zaťažované poveternostnými vplyvmi. Pevnostné vlastnosti v ohybe a šmyku sa plne vyrovnajú masívnym hranolom.

15 15 (a) (b) Obr Schéma výroby lepených nosníkov Starwood s dutým stredom (36) Systém STEKO Stavebný systém STEKO je zložený zo základných modulov lepeného dreva kombinovaným systémom, ktoré možno jednoducho a rýchlo zostaviť. Základný dielec je tvorený z 6,5kg vážiaceho základného modulu s dĺžkou 640mm a výškou 320 alebo 240 mm. Šírka je pre všetky moduly rovnaká, t.j. 160mm. Popri tomto základnom module tvorenom zo štyroch častí existujú ešte moduly tvorené z 3, 2 alebo 1 časti (pozri obr.2.22a). Ako spodné ukončenie sa používa drevený prah, na ukončenie hornej časti steny zase drevený preklad (veniec), každý s výškou 80mm. Obr Systém Steko: a) dielce, b)skladba steny (37)

16 Základné delenie veľkoplošných prvkov a blokov konštrukcie z masívnych elementov dreva škárovanie WISA - wood Systém WISA wood je blok s masívneho ihličnatého reziva, ktorého technológia využíva spracovanie tenšej ihličnatej guľatiny priemerov 8-20cm. Agregátne sa opracováva výrez v jednom chode v dvoch sekciách opracovania štiepkovaním a delením výrezu. Po pretriedení a vysušení elementov sa vykoná ofrézovanie bokov (vytvorenie ozubu) a po nanesení lepidla sa zosadí blok v spojovacom stroji a formátuje sa na požadované rozmery. Bloky sa používajú v stavebnostolárskej výrobe vo výrobe nábytku schodíšť atdˇ. Spôsob výroby dokumentuje obrázok 2.23 a Obr Postup výroby Obr Postup výroby panelu WISA wood 1 (46) panelu WISA wood 2 Obr Rôzne spôsoby zosadzovania prierezov do škárovky (4) a - pravá strana prírezu, b- ľavá strana prírezu, c- stredová bočná plocha prírezu, d- okrajová bočná plocha prírezu, 1- nesprávny spôsob zosadzovania stredom nerozrezaných prírezov, 2-neprávny spôsob zosadzovania stredových a okrajových plôch prírezov (jadrá k beli),3 osvedčený spôsob striedavého obracania prírezov pravou a ľavou stranou dohora a prikladanie stredových bočných plôch k stredovým a okrajovým bočným plochám prírezu.

17 17 Obr Škárovka s nastavovaním na tupo Obr Škárovka (nenastavovaná po po dĺžke elementov (11) dĺžke elementov) (11) 2.7 Základné delenie veľkoplošných prvkov a blokov konštrukcie z masívnych elementov dreva (spájaných kovovými spojovacími prostriedkami) Masívne elementy - lepené a klincované Drevené plnostenné lepené a klincované nosníky rôzneho tvaru a rozpätia sú vhodné pre strešné konštrukcie. Rovné tvary sú vhodné ako náhrada krokiev, hambalkov alebo klieštin. Obr Drevené plnostenné lepené a klincované nosníky (23) Masívne elementy spájané kovovými spojovacími prostriedkami - rozdelenie - klincové spoje - spoje s lisovanými bočnými stuženiami - spoje s plechovými stojinami - styčníkové spoje s prelisovanými hrotmi Panely z vertikálne uloženého reziva - klincované Vertikálne uložené, hrúbkovo egalizované ihličnaté rezivo triedy S 10 s vlhkosťou 15 ± 3%, sa navzájom klincuje povrchovo upravenými klincami, podľa výpočtom stanoveného rozmiestnenia klincov sa vytvára veľkoplošný stavebný panel. Používa sa rezivo o hrúbke 24-45mm buď ostrohranné, alebo účelovo uložené, prípadne tvarované. Panely sa vyrábajú v šírkach do 2,4m,v dĺžkach do 12m a hrúbky 0,08m, na účelových mechanizovaných klincovacích programovacích zariadeniach, alebo aj ambulantne na zastrešenom stavenisku. Počas dopravy a montáže sa chráni fóliou pred stykom s vodou až po zakrytie stavby. Zvýšením vlhkosti o 1% napúčajú o 0,05 0,12%. Používajú sa na prekrytie striech a stropné dielce a na obvodové alebo deliace steny. Obr Schéma spojovania ukladaného reziva a rozmiestnenie klincov (19)

18 18 Príklady: Obr Možnosti profilovania reziva pre výrobu panelov z ukladaného reziva (19) Obr Skladba obvodovej steny s panelmi z vertikálne uloženého reziva klincovaním (19) Obr Duté zruby spájané klincovaním Duté zruby (falošný zrub) sa vyrábajú z bočného reziva s polodrážkami klincovaného do bočných nosných drevených prvkov, kde dutý stred sa vyplní tepelnou izoláciou Nosníky vyľahčené spájané - profilovanými plechmi Technologický postup výroby pozostáva z výroby pásnic z hobľovaného vysušeného reziva, ktoré sú navzájom spojené profilovanými plechmi do drážok pásnic.

19 19 Príklady konštrukcií a detailov vyľahčených nosníkov s profilovanými plechmi sú na obr Obr Nosník zo stoinou z profilovaného Obr.2.34 Pohľad na strešnú konštrukciu plechu (14) z nosníkov (profilovaný plech) (14) Nosníky Space Joist vystužené bočnými lisovanými profilmi Technologický postup výroby pozostáva z výroby pásnic z hobľovaného vysušeného reziva, ktoré sú navzájom spojené oceľovými diagonálami s prelisovanými hrotmi. Obr Nosníky Space Joist vystužené bočnými lisovanými profilmi (35) Nosníky spájané styčníkovými platničkami s prelisovanými hrotmi. Technologický postup výroby nosníkov spájaných styčníkovými platničkami s prelisovanými hrotmi pozostáva z výroby nosných drevených prvkov rezaných uhlovou pílou a skladania súboru, kde spoje pomocou styčníkových plechov sú zalisované do drevených prvkov v špeciálnom lise. Nosníky sú prepravované ako hotové komplety.

20 20 Obr Kovový styčník Obr Pohľad na krov z kovových styčníkov s prelisovanými hrotmi (20) 3. Veľkoplošné prvky konštrukcie na báze dreva - aglomerované materiály a bloky Východiskové pozície pre zostavenie aglomerovaných materiálov sú hlavne štruktúra drevných častíc a druh použitého spojovacieho prostriedku. 3.1 Plošné aglomerované materiály lepené rozdelenie - drevotrieskové dosky, - pilinotrieskové dosky, - pilinové dosky, - pazderové dosky, - drevotrieskové dosky OSB, - verzalit, - drevovláknité dosky, - parallam PSL Paralled strand lumber - pásiky dýh, dlhé, - intralam LSL Laminated strand lumber - veľkoplošné triesky, - scrimber vláknitý splstenec, - kôrové dosky častice kôry, - korkové dosky- častice korku Drevotrieskové dosky podľa polohy triesok rozdelenie - plošne lisované, - výtlačne lisované, - orientované trieskové dosky. STN EN 309, STN Trieskové dosky. Definícia a triedenie. Obr. 3.1 Uloženie triesok v TD a plošne lisované TD b výtlačne lisované TD a) b)

21 DTD plošne lisované Rozdelenie podľa štruktúry triesok v priereze: - jednovrstvové, - trojvrstvové (dve povrchové, jedna stredová vrstva), - viacvrstvové, - graduované (postupný prechod od jemných triesok na povrchu k hrubším trieskami v strede dosky) Pilinové a pilinotrieskové dosky Pilinotrieskové dosky sa vyrábajú ako dosky viacvrstvové s plynulým prechodom vrstiev a s jemnou vytriedenou frakciou pilín a triesok v povrchovej vrstve. Dosky vyššej akosti sú hydrofobizované. Používajú sa v nábytkárskom priemysle a najmä sú vhodné ako dosky izolačné pre drevené stavby Dosky zo stoniek jednoročných rastlín Ide o jednovrstvové plošne lisované dosky lepené močovinovým lepidlom. Základná surovina je pazderie získavané pri spracovaní ľanových alebo konopných stoniek biochemickým procesom, t.j. oddelením zväzku technických vlákien od buniek kôrovej tkane, ktorá je podstatnou zložkou pazderia Werzalit Werzalit je tvarový výlisok z trieskovej hmoty a vodovzdorného lepidla s povrchovou úpravou z plastu s farebnou úpravou na báze imitácie dreva alebo iných materiálov, napr. mramor, textil atď Stenové bloky systému MFH Merk Formholz Obr.3.2 Rez parapetnou doskou (45) Stenové bloky MFH sú duté lisované hranoly na báze dreva pozostávajúce z triesok zo smrekového dreva s nánosom močovino melamín fenolformaldehydovej živice.

22 22 Obr. 3.3 Lisované duté hranoly z triesok (27) 3.3. Orientované trieskové dosky (OSB) Definícia výrobku OSB Orientované trieskové dosky sú známe pod skratkou OSB (Oriented strand boards alebo Oriented structural boards). Sú to veľkoplošné viacvrstvové dosky z orientovaných veľkoplošných triesok (strands) uložených v pozdĺžnom alebo priečnom smere dosky. Orientáciou triesok sa dosahuje efekt prekríženia ako pri výrobe preglejok. Vyrábajú sa ako drevotrieskové dosky, ale svojou konštrukciou a vlastnosťami sa podobajú preglejke. Rozdelenie: - orientované (obr.3.5 a, b), - neorientované (obr.3.5 c). STN EN 300, STN Dosky z orientovaných triesok. Definície, triedenie a požiadavky Tvary triesok, rozdelenie - oblátkové lístkové triesky (wafers, obr. 3.4 a), - dlhé triesky (strands, obr. 3.4 b). Tvary a rozmery triesok pre OSB dosky Wafers h x š x dl mm 0,9 x (25-40) x 300 Strands h x š x dl mm(0,6 0,75) x (4 40) x (75-80) Obr. 3.4 Tvary triesok pre OSB dosky Obr. 3.5 Orientácia vrstiev (26), a)orientácia všetkých vrstiev, b) orientácia povrchových vrstiev, c)neorientované vrstvy a) Oriented Strand board b) Oriented Strand Board c) Strandboard / Waferboard

23 23 Obr. 3.6 Spôsob výroby OSB a možnosti uplatnenia v konštrukcii (26) (a) (b) Obr.3.7 Možnosti použitia OSB v konštrukciách (22) Lisované drevo z dyhových pásikov Parallam Definícia výrobku Parallam (PSL Paralled strand lumber) PSL sa skladá v priemere z 200mm dlhých, 13mm širokých a 3 mm hrubých triedených dyhových pásikov z duglasky tisolistovej alebo borovice žltokôrej. Pásiky sú zo všetkých strán nanesené lepidlom z fenolovej živice, plošne paralelne a pozdĺžne presadené, previazané a zlepené na prierez nosníka kontinuálnou metódou. Rozrezáva sa na ľubovoľné prierezy a dĺžky do 20m, a potom sa egalizuje.

24 24 1. lúpanie 2. delenie 3.lisovani e, mikrovlný ohrev 4. hrúbková egalizáci a 5.rozrezáva nie Obr. 3.8 Spôsob výroby PSL (26) Obr. 3.9 Pohľad na štruktúru PSL (26) Obr Použitie PSL v konštrukciách (26)

25 25 Obr.3.11 Spôsoby výroby (Inginiering wood) (26) Lisované drevo s veľkých triesok Intrallam (Laminated strand lumber LSL) sa vyrába z triesok hrúbky 0,9mm, širokých 25 40mm, dlhých 300mm, ktoré sú krájané z topoľového dreva nanesené fenolovou živicou a lisované. Vyrába sa vo forme reziva a hranolov Lisované drevo - Scrimber (Polyizokyanátová živica) Technológia výroby mliaždeného dreva. Nožové delenie dreva je nahradené tlakom niekoľkých párov v hodne upravených valcov. Výsledný produkt častíc dreva je rozmliaždený vláknitý splstenec nazývaný monodrevo. Po prudkom vysušení a nanesení lepidla splstenca, sa materiál vrství a lisuje. Vzniká nový anizotropný materiál s vysokou pevnosťou rastúcou so zvyšovaním hustoty. Obr.3.12 Pohľad na štruktúru Scrimber (33)

26 26 Obr Schéma výroby mliaždeného dreva: (33) 1 odpad z konárov (zelená štiepka), 2 odvetvovanie, 3 mliaždenie, 4 odpadová kôra, 5 nanášanie lepidla, 6 zásobník lepidla, 7 odsávanie lepidla, 8 predsúšanie lepidla, 9 vrstvenie, 10 lisovanie, 11 - orezávanie Kôrové dosky Sú to izolačné dosky vyrobené zo zmesi smrekovej kôry, pilín, parafínovej emulzie a technologickej vody. Technológia výroby kôrových dosák Egalizovaná kôra a prídavok pilín ide do rozvlákňovacieho stroja. Pridaním parafinovej emulzie a vody sa masa mieša v miešačke. Homogenizovaná zmes ide do zásobníka a z neho do vrstviaceho stroja. Navrstvený koberec sa lisuje na dvojici nekonečných sít. Potom sa kráti na dĺžku a dosky sa vysušia v sušiarni. Potom sa egalizujú na hrúbkový rozmer Korkové dosky Sú to izolačné dosky z granulovaného korku, vyrobeného z kôry korkových dubov, gutinového gleja a tužidla, vytvrdzované pri teplote o C vo formách Plošné aglomerované materiály a bloky - spájané minerálnymi pojivami Na spájanie plošných aglomerovaných materiálov a blokov sa používajú minerálne pojivá ako cement, sadra, magnézium, voda + prísady. Drevocementové dosky delíme na: - cementotrieskové dosky: normy STN EN 633, STN Cementotrieskové dosky. Definície a triedenie. - cementovláknité dosky - dosky z drevnej vlny a cementu (heraklit) - cementoštiepkové bloky (durisol) Drevosádrové dosky delíme na: - sadrokartónové dosky - sadrovláknité dosky - sadrotrieskové dosky

27 Cementotrieskové dosky Vytriedené triesky sa miešajú v pomere 74 % triesok, 23 % cementu, 3 % mineralizačných prísad v miešačkách. Vrstviace zariadenie vytvára koberec, ktorý sa delí priečnou pílou na jednotlivé dosky a ukladá do foriem pre lisovanie za studena. V upínacom zariadení tvrdnú dosky 6 8 hodín pri zvýšenej teplote. Po nastohovaní na palety dozrievajú dní na finálnu pevnosť. Cementotrieskové dosky sú odolné voči poveternostným vplyvom, odolné voči mrazu, hmyzu a pliesňam, nehorľavé vhodné ako stavebné dosky. Hustota dosiek sa pohybuje v rozmedzí ρ= kg.m 3. (a) (b) Obr.3.14 Použitie cementotrieskových dosák (2) Dosky z drevnej vlny a cementu (Heraklit) Hobľovacie zariadenie spracuje drevnú surovinu na drevnú vlnu. Po zvážení drevná vlna postupuje na tzv. mineralizáciu (sleduje zlepšenie spojenia cementu s drevom) do impregnačnej nádrže. Po vytlačení prebytočného roztoku valcami sa drevná vlna dopraví do miešacieho stroja, kde sa mieša s portlandským cementom v podiele 1 diel drevnej vlny, 2 diely cementu, 1 diel mineralizačné prísady. Cez vrstvičku prechádzajúci materiál sa ukladá do foriem a lisuje sa v stohovaciom lise. Potom sa stoh foriem upne pod tlakom a vytvrdzuje 24 hodín mimo lisu. Dozrievanie materiálu trvá dní. Dosky z drevnej vlny a cementu sa používajú ako dosky stavebné, hlavne ako ľahký izolačný materiál s hustotou ρ= kg.m 3.

28 28 Obr Rez zateplenou stenou (29) Obr Schéma prichytenia dosiek (29) (a) (b) Obr Pohľad na dosky z drevnej vlny a cementu (Heraklit) (10) Cementovláknité dosky Definícia výrobku: Vyrábajú sa zo zmesi portlandského cementu, vystuženého organického a syntetického vlákna, anorganických prímesí a vody, hustoty ρ= kg.m 3. Cementovláknité dosky sa používajú ako dosky stavebné, exteriérové, vyrábané obdobnou technológiou výroby ako predtým uvedené dosky na báze drevných častica cementu. (a) (b) Obr Cementovovláknité dosky, použitie (43)

29 Cementovoštiepkové tvárnice Durisol Vyrábajú sa zo zmesi portlandského cementu a drevnej štiepky lisovaním do tvárnic pre výstavbu obvodových stien bytovej výstavby (a) (b) Obr Cementovoštiepkové tvárnice Durisol (5) Poznámka: Dosky na báze dreva a cementu sú slabo zásadité, t.j. majú vzťah k povrchovej úprave a spojovacím prostriedkom Dosky na báze dreva a sadry Princíp vytvrdzovania sadry s vodou Sadra zmiešaná s vodu viaže vodu vo forme hydrátu a pomaly tuhne za badateľného zvyšovania teploty. Pri použití dosák na báze dreva a sadry do vlhšieho prostredia je nutné dosky impregnovať (hydrofobizovať), t. j. znížiť ich nasiakavosť. Technológia výroby dosák na báze dreva a sadry Defibrované drevné vlákno, drevená trieska alebo recyklovaný papier po pridaní vody sa zmiešavajú a plnia do foriem, ktoré sa lisujú pod väčším tlakom, bez pridania ďalších spojív Sadrotrieskové dosky Zloženie dosák pozostáva zo sadry a vystuženej drevnej hmoty vo forme triesok hrúbky 0,2 0,3mm z ihličnatej suroviny, dĺžky 10 15mm a vody spracované polosuchým spôsobom. Zloženie dosák 60 % sadry, 20 % plniva, 20 % vody. Osvedčujú sa všade tam, kde sú kladené požiadavky na hygienickú nezávadnosť, nehorľavosť, odolnosť voči hubám a mikroorganizmom. Vplyvom zvýšenej vlhkosti sa znižujú mechanické vlastnosti. Po vysušení dosky nadobúdajú pôvodnú pevnosť Sadrovláknité dosky Zloženie dosák pozostáva zo sadry vystuženej rozvlákneným novinovým papierom alebo defibrovaného drevného vlákna a vody.

30 Sadrokartónové dosky Zloženie dosák pozostáva zo sadrového jadra (stredu) oplášťovaného nánosom drevného vlákna. Poznámka: Dosky na báze dreva a sadry sú slabo kyslé, t.j. majú vzťah k povrchovej úprave a spojovacím prostriedkom. Obr.3.20 Príklad použitia sadrových dosák v interiéri drevených stavieb 3.5 Drevovláknité dosky Definícia výrobku drevovláknitá doska Drevovláknitá doska je plošný útvar vyrobený z vlákien dreva alebo iných lignocelulózových materiálov, súdržnosť ktorých je daná usporiadaním a ich inherentnými adhéznymi vlastnosťami. Spojivá a iné komponenty možno pridávať v priebehu výroby pre zvýšenie pevnosti, odolnosti voči vlhkosti, ohňu, hmyzu alebo hnilobe, alebo pre zdokonalenie iných vlastností výrobku. Táto definícia sa vzťahuje na výrobu mokrým spôsobom. Suchý výrobný proces má značné analógie s výrobou trieskových dosák. Predmetovou normou je STN EN 316 Drevovláknité dosky. Definície, triedenie značky Rozdelenie drevovláknitých dosák podľa spôsobu výroby: - výroba mokrým spôsobom (S-1-S Smooth on One Side), - výroba suchým spôsobom (S-2-S Smooth on Two Side). Rozdelenie drevovláknitých dosák podľa hustoty: - ultraľahké vláknité dosky (ULDF) ρ= kg.m 3, - ľahké vláknité dosky (LDF) ρ= kg.m 3, - polotvrdé vláknité dosky (MDF) ρ= kg.m 3, - vysokozhustené vláknité dosky (HDF) ρ= 800 a viac kg. m 3.

31 31 Obr.3.21 Pohľad na (ULDF) (6) (a) (b) Obr.3.22 Použitie vláknitých dosák rôznej hustoty v konštrukcii (6) 3.6 Spojovacie prostriedky Prehľad organických spojovacích prostriedkov pre aglomerované materiály - močovinoformaldehydové živice (UF), - melamín formaldehydové živice (MUF, MUPF), - fenolformaldehydové živice (PF), - tanín formaldehydové živice (TF), - polymérne metandifenyldiisokyanát (PMDI), - polyvinylacetát (PVAC). - polyuretánové lepidlá (PMDI) Prehľad anorganických spojovacích prostriedkov - cement - sadra - magnezit (obmedzené použitie pri špeciálnych aglomerovaných materiáloch)

32 32 Trendy využitia organických spojovacích prostriedkov Močovinové živice (UF- živice) majú v Európe podielom na trhu 85% dominantné postavenie pri produkcii aglomerovaných materiálov. Priemyslu lepidiel sa podarilo, že dodatočné uvoľňovanie formaldehydu z UF- živíc sa drasticky znížilo a ich reaktivita živice sa udržala na technicky prijateľnej úrovni. V princípe malá odolnosť voči vlhkosti UF- živice sa zlepšila pre určité použitia modifikáciami. Vzhľadom na tieto skutočnosti treba pritom vychádzať z toho, že UF- lepidlové živice si aj v budúcnosti uchovajú svoje dominantné postavenie vo výrobe aglomerovaných materiálov. Fenolové živice (PF- živice) dávajú dobré výsledky odolnosti voči vlhkosti, majú ale nevýhodu v relatívne vysokej cene a ich porovnateľne nižšej reaktívnosti pri výrobe aglomerovaných materiálov ako UF- živice. V oblasti odolnosti voči vlhkosti spájané aglomerované materiály budú pritom čiastočne nahradené na melamíne založenými amínoplastovými živicami (MUF, MUPF) a polyuretanovými lepidlami (PMDI). Vo všeobecnosti možno konštatovať, že pri výrobe aglomerovaných materiálov na terajších produkčných zariadeniach získali na význame špecificky zamerané lepidlá. Stály vývoj v oblasti konvenčných PF- živíc zaznamenáva výrobu fenol-močovinových a fenol- melamínových lepidlových živíc, tzv. PUF a UF- živíc na prípadne nižšej cenovej úrovni. Iné vývoje sa týkajú prieseku PF- živíc s prírodnými polyfenolmi, s lignínami a pyrolýznymi olejmi biomasy. Takéto modifikácie majú za prvé zlepšiť reaktivitu živíc, za druhé znížiť náklady systémov. Aj lepšie prispôsobenie konvenčných lepidiel na nové suroviny (agrovlákna a triesky, recyklovaný materiál) je aktuálnym vyzvaním pre výrobcov lepidiel. Tanínami, uhľohydrátmi, proteinami, lignínami, ako aj nenasýtenými mastnými kyselinami je k dispozícii veľký potenciál surovín pre formulovanie biogénnych lepidiel. Z množstva a ceny sú uhľohydráty a to predovšetkým škrob zvlášť atraktívne. Nevýhodou je mimoriadne malá odolnosť voči vlhkosti a vysoká potreba vody. Pri lepidlách na báze lignínu a proteínu obmedzuje ich nízka reaktivita nasadenie ako spojovacieho prostriedku. Pri proteínoch pristupuje ešte porovnateľne vysoká cena a vysoká viskozita živíc lepidla. Celkovo vzaté biogénnym lepidlám sa otvárajú zaujímavé aspekty pre výrobu Biotrieskových a biovláknitých dosák, relatívne vysoká cena, nízka reaktivita a sčasti obmedzená dispozičnosť sú obmedzenia, ktoré znižujú ich nasadenie v oblasti štandardných produktov a v hromadnej výrobe. 4.0 Vlastnosti veľkoplošných prvkov konštrukcie na báze dreva Vlastnosti doskových materiálov sa udávajú v technických jednotkách, pričom je podrobne predpísaný postup, spôsob a usporiadanie skúšok, pomocou ktorých sa vlastnosti zisťujú. Spôsob zisťovania najdôležitejších vlastností i hodnoty v ktorých sa udávajú, určujú príslušné normy. Niektoré hodnoty v normách bývajú uvádzané len informatívne ako približné, nezáväzné. 4.1 Vplyv vlhkosti a vody na vlastnosti veľkoplošných prvkov konštrukcie na báze dreva Z vlhkostných vlastnosti sa pre materiál stanovuje: -vlhkosť materiálu - navĺhavosť - nasiakavosť - rovnovážny stav vlhkosti - napúčanie - vzlínavosť

33 33 - lineárna rozťažnosť - vplyv jednostranného navlhčenia - súčiniteľ difúzie vodnej pary - faktor difúzneho odporu 4.2 Všeobecné vlastnosti veľkoplošných prvkov konštrukcie na báze dreva a. Vzhľad dosák - farba (požaduje sa farba čo najsvetlejšia a v celej ploche rovnorodá), - škvrny (zo striedania matných a svetlých škvŕn po povrchu je možné usudzovať o nehomogénnosti dosák), - stav povrchu (sledujú sa vyvýšeniny, priehlbiny, ktoré signalizujú rozlupčivosť), - kvalita hrán a rohov (je to druhotná príčina vyplývajúca zo zlej manipulácie alebo signalizuje nehomogenitu na krajoch dosky). b. Rozmery dosák - kontrola rozmerov (dovolené úchylky v plošnom rozmere určuje norma, to isté sa týka aj hrúbkovej tolerancie a preto rozlišujeme dosky brúsené a nebrúsené), - plošná nerovnosť dosák (zbortenie povrchu by nemalo presiahnuť u tenkých dosák do hrúbky 3,3mm 6mm, u hrubších dosák napr. hr. 13mm by prehnutie nemalo prekročiť 2 mm). 4.3 Fyzikálne a mechanické vlastnosti veľkoplošných prvkov konštrukcie na báze dreva a. Hustota dosák (hustota dosák významne ovplyvňuje fyzikálne a mechanické vlastnosti, so stúpajúcou hustotou sa zvyšuje pevnosť a tvrdosť dosák, dosky s nižšími hustotami majú lepšie tepelnoizolačné vlastnosti, dosky hustota pod 400kg.m sa považujú za dosky izolačné, dosky o vyššej hustote za dosky konštrukčné). b. Pevnosť v ohybe ( je maximálny ohybový moment na medzi únosnosti). c. Pevnosť v ťahu v smere roviny dosky (doska je namáhaná v smere pozdĺžnom až do roztrhnutia). d. Pevnosť v ťahu kolmo na rovinu dosky (je to rozlupčivosť a ak je hodnota pod 0,2MPa nie je možné vytvoriť bezpečný spoj). e. Modul pružnosti ( je mierou odporu, ktorý kladie materiál zaťaženiu - čím je modul pružnosti väčší tým je materiál tuhší a menej poddajný a tým menšie sú pretvorenia pri zaťažení - hodnota charakterizuje tuhosť materiálu). f. Pevnosť v tlaku (určuje sa pevnosť v tlaku kolmo k ploche, ide o tzv. stlačiteľnosť materiálu najmä u izolačných dosák, kedy nastanú trvalé deformácie). g. Šmyková pevnosť - v smere rovnobežnom s plochou - v smere kolmom na plochu (strih) - skúška v krútení. 4.4 Technologické vlastnosti a. Posúdenie vhodnosti lepených spojov b. Posúdenie spojov so spojovacími prostriedkami (napr. klincové spoje a iné spojovacie prostriedky). - pevnosť držania klinca (udáva silu potrebnú k vytiahnutiu klinca zatlačeného do dosky), - odpor proti zarazeniu klinca (udáva sa max. tlak potrebný k zatlačeniu klinca),

34 34 - odpor proti pretrhnutiu dosky hlavou klinca (najmä u izolačných materiálov), - odpor proti vytrhnutiu bokom (klinec je zarazený do dosky kolmo do plochy 20mm od okraja dosky a je ťahaný priečne), - húževnatosť dosky (odolnosť voči prerazeniu, kladivová skúška - materiály s rázovou pevnosťou cez 200 kj.m -2 sú materiály húževnaté pod 100 kj.m -2 sú materiály krehké). 4.5 Odolnosť voči vonkajším vplyvom a. Opotrebiteľnosť proti oderu (podlahy) b. Odolnosť voči chemikáliám c. Vplyv biologických škodcov - baktérie (rozklad chemickej ochrany), - huby (úbytok na hmotnosti a pokles mechanických vlastností), - otvory od hmyzu (pokles mechanických vlastnosti) - hlodavce (najmä u biologických izolačných materiálov). d. Odolnosť voči vyšším teplotám (zvyšovanie bodu zápalnosti pomocou chemikálii, náterov alebo nalepovaním fólii). e. Odolnosť voči ohňu (meranie úbytku hmotnosti a teploty vystavenej vzorky ohňu za určitý čas). f. Rýchlosť šírenia plameňa po povrchu dosky (mm.min -1 ) g. Index šírenia plameňa po povrchu (mm.min -1 ). 4.6 Tepelno - izolačné vlastnosti materiálov a. Tepelná vodivosť materiálov (charakterizovaná súčiniteľom tepelnej vodivosti - dôležitá veličina pre posúdenie tepelných vlastností konštrukcie). b. Merná tepelná kapacita materiálov(uplatňuje sa výpočtoch akumulovaného tepla v materiáloch a konštrukciách). 4.7 Odolnosť voči poveternostným vplyvom a. Starnutie dreva a drevných materiálové (vplyvom teploty, vlhkosti a slnečného žiarenia), b. Vyplavovanie ochranných látok (vylúhovanie) 4.8 Zvukovo- izolačné vlastností a. Činiteľ zvukovej pohltivosti (meria sa v pásme frekvencií Hz) b. Spektrálne frekvenčné charakteristiky (rezonančný kmitočet) 4.9 Priepustnosť vzduchu Stanovuje sa súčiniteľ hmotnostnej vzduchovej priepustnosti (určuje sa pre prestup vzduchu konštrukciami, ktorý má negatívny vplyv na podchladzovaní konštrukcií, pre hodnoty otvorenej pórovitosti do 0,6 sa považujú materiály za vzduchonepriepustné) Zdravotná nezávadnosť Stanovenie úniku voľného formaldehydu (g/100g hmoty alebo µg. m -3 ) 4.11 Elektro - izolačné vlastnosti a. Elektrická vodivosť (vo vlhkých a suchých materiáloch) b. Odpor proti prebitiu (kv.mm -1 )

35 Vplyv zaťaženia a vlhkosti na vlastnosti veľkoplošných prvkov konštrukcie na báze dreva Zatiaľ čo u prírodného dreva nemajú cyklické zmeny vlhkosti taký výrazný vplyv na jeho vlastnosti, tak u veľkoplošných a aglomerovaných materiálové nadobúdajú patričnú dôležitosť. Predpokladá sa, že je to spôsobené u aglomerovaných materiálové dezintegráciou dreva na malé častice, ktoré sú znovu spojované spojivami, rôzne orientované s rôznymi vlastnosťami za pomoci tlaku a tepla, vytvárajúce rôzne väzby s výskytom vnútorných napätí. Tieto vnútorné väzby a napätia pri pôsobení podmienok cyklických zmien vlhkosti, zaťaženia a času sa menia. a. Mechanicko sorpčný jav Interakcia zmien vlhkosti a zaťaženia sa nazýva mechanicko- sorpčný jav, pri ktorom nastáva komplexný nestacionárny proces pozostávajúci z viacerých na sebe spolupôsobiacich nezávislých činiteľoch ako je zaťaženie, vlhkosť, teplota. Tieto činitele spôsobujú v drevených konštrukčných prvkoch napätie a deformácie pri spolupôsobení časového faktora. Skúmaním týchto závislosti sa zaoberá Reológia, čo je vedecká disciplína zaoberajúca sa deformovaním a tečením tuhých látok v závislosti na čase [Požgaj a kol. 1993] b. Mechanické namáhanie Mechanické namáhanie je proces, pri ktorom nastáva interakcia medzi mechanickými silami alebo inými činiteľmi namáhania a drevom. Výsledkom tohto procesu sú dočasné alebo trvalé zmeny dreva alebo materiálov na báze dreva. Rozdelenie namáhania dreva a materiálov na báze dreva: - mechanické - vlhkostné - tepelné - kombinované. c. Stav napätosti Interakciou mechanického pôsobenia na prvok a jeho odporom vzniká v telese určitý stav napätosti. Toto namáhanie môže byť časové nepremenné (statické) alebo sa meniace s časom (dynamické). Napätie v dreve predstavuje mieru vnútorných síl, ktoré vznikajú ako výsledok vyvolaný vonkajšími mechanickými silami. Drevo je hygroskopický materiál u ktorého vnikaním vody do jeho bunkových stien vzniká vlhkostné napätie. d. Deformácia Deformácia je zmena tvaru a rozmerov dreva vyvolaná pôsobením mechanických síl alebo vlhkosťou. Deformácie delíme na: - pružné (vratná zmena), - pružné v čase (vratná zmena v čase), - plastické (nevratná zmena). Interakcia mechanických a vlhkostných napätí sa pri trvalom namáhaní dreva výrazne prejavuje na veľkosti deformácie v ohybe. Výskumy preukázali, že s rastúcim časom zaťaženia sa deformácie zväčšujú, drevo tečie a jeho pevnosť klesá.

36 36 e. Pevnosť v ohybe a deformácia pri premenlivej klíme Ako príklad uvádzame testy, ktoré boli vykonané na vodovzdorných preglejkách a drevotrieskových doskách nasledovne (Šteller a kol. 1980): - zaťaženie statické v strede rozpätia, - vzdialenosť podpier 40 cm, - stupeň zaťaženia 40,50,60,70,80,90 % z pevnosti v ohybe, - hladiny relatívnej vlhkosti vzduchu 80% / 20 0 C 30% C, - doba trvania jednej hladiny vlhkosti preglejky 240 h, drevotrieskové dosky 336 h. Pre porovnanie sledovaných hodnôt sa extrapoláciou stanovili hodnoty poklesu pevnosti v ohybe v % po 1roku, po10 rokoch a po 50 rokoch. Pokles pevnosti v ohybe bol stanovený po 50 rokoch u preglejok na 30% a u drevotrieskových dosák na 22% z okamžitej pevnosti v ohybe. Pre porovnanie je potrebné uviesť že, hodnota poklesu pevnosti dreva v ohybe časom pri trvalom zaťažení sa udáva v rozpätí 45-70% z okamžitej pevnosti v ohybe. Pri účinku cyklických zmien vlhkosti bola dokázaná degradácia mechanických vlastností a súdržnosti u každej sledovanej vlastnosti. Obdobne sa potvrdil i značný rozsah deformácií týchto materiálové. U drevotrieskových dosák poklesol modul pružnosti v čase z pôvodnej hodnoty 2750Mpa na 163Mpa, čo činilo 6% z pôvodnej hodnoty. Po odľahčení sa ustálil na hodnote 14%. Zvyšková pevnosť v ohybe bola 50% z pôvodnej pevnosti, čo poukazuje na charakter nezvratných zmien v štruktúre drevotrieskových dosák. Z týchto dôvodov je nutné pri dimenzovaní uvažovať s vplyvom cyklických zmien vlhkosti na pevnostné vlastnosti a vplyv časového faktora na tuhostné vlastnosti materiálov používaných najmä u nosných prvkoch konštrukcií. Zovšeobecnenie vodovzdorné preglejky: K výraznému poklesu pevnostných hodnôt vplyvom cyklických zmien vzdušnej vlhkosti došlo u preglejok a to pri pevnosti v ohybe. U pevnosti v ťahu kolmo na rovinu dosky (rozlupčivosť) a u pevnosti držania skrutky nedošlo po expozícií k významnému poklesu hodnôt. Z toho vyplýva, že cyklické striedania relatívnej vlhkosti vzduchu neohrozuje pevnosť lepenia vodovzdornými lepidlami a že upevňovanie preglejok skrutkami je i v extrémnych podmienkach striedania vzdušnej vlhkosti spoľahlivé. drevovláknité dosky: Výrazný účinok vlhkostných zmien sa prejavil u drevovláknitých dosiek vyrobených technológiou mokrým i suchým spôsobom u modulu pružnosti v ohybe, ktorý nepriaznivo ovplyvňuje tuhosť dosák. Pokles súdržnosti dosák vyrobených suchým spôsobom vplyvom vlhkostných zmien bol veľmi významný. U tvrdých drevovláknitých dosiek vyrobených mokrým spôsobom sa súdržnosť výrazne nenarušila. Pri dvoch vlastnostiach, ktoré sú nositeľom konštrukčnej vhodnosti drevovláknitých dosák pri horizontálnom šmyku a pri odpore dosky proti vytiahnutiu klinca z okraja dosky, nebol zistený pokles. Z uvedeného vyplýva že, cyklické zmeny vzdušnej vlhkosti neohrozujú ich funkčnú spôsobilosť pri použití ako plášťovacieho materiálu. Z toho vyplýva: drevotrieskové dosky Je nutné zvážiť ich použitie v pevnostne namáhaných prvkoch.