Materijali Na Osnovi Drva

1

11

MATERIJALI NA OSNOVI DRVA

MATERIJALI NA MATERIJALI NA OSNOVI DRVAOSNOVI DRVA

22

KOMPOZITNI MATERIJALI NA OSNOVI DRVAKOMPOZITNI MATERIJALI NA OSNOVI DRVA

• Kompozitni materijali nastaju sjedinjavanjem najmanje dva različita materijala čija kombinacija daje potpuno učinak i novi proizvod čija je struktura potpuno drugačija i jedinstvena, a nosiva su svojstva (kao i kemijska i fizikalna) izrazito promijenjena i poboljšana u odnosu na svojstva svihsastojaka

Komponente se međusobno ne miješaju i ne rastvaraju pa se u svakom kompozitu jasno razlikuju dvije faze:

1. vezivanje – vezivo daje čvrstoću i krutost novom proizvodu

2. matrica – okružuje i povezuje zajedno grupe vlakana i fragmente veziva u sasvimnovu strukturu

33


• Svojstva kompozita bitno ovise o zastupljenosti i rasporedu povezanih materijala

• Zajedničke su osobine svih kompozita: velika nosivost i krutost u odnosu na gustoću i masu, povećana otpornost na visoke temperature, kemijska i fizikalna postojanost, mogućnost obrade i oblikovanja u razne oblike te izdržljivost i postojanost nosivih svojstava

• U svijetu je trend primjene kompozitnih materijala osjetan, jerje prepoznata mogućnost da se povoljnim izborom materijala očvršćivača (veziva) i matrice mogu proizvesti materijali za posebne namjene (primjena im je često ograničena relativno visokom cijenom)

44


• Svi kompozitni materijali i proizvodi podliježu vrlo strogim procedurama testiranja kojima se dokazuju njihove nosive karakteristike i uporabna svojstva (vodootpornost,vatrootpornost, stabilnost dimenzija, …) i ti se postupci(propisani normama) odnose i na konačni proizvod i nakorišteni vezivni materijal (ljepilo i cement).

55

KOMPOZITNI PROIZVODI NA OSNOVI DRVAKOMPOZITNI PROIZVODI NA OSNOVI DRVA

• Opća podjela kompozitnih proizvoda od drva:

1. DRVNE PLOČE – namijenjene izradi zidnih i stropnih panela, građe za oplate, elemenata za proizvodnju rebara I – profila, …) – ploče iverice, OSB ploče (iverice posebnog statusa i načina proizvodnje), ploče vlaknatice i furnirskeploče – poznati proizvodi uključeni i u nove EC normative

3. PLOČASTI PROIZVODI NA OSNOVI DRVA –višeslojne ploče od drva i materijala na osnovi drva(poznati i novi tvornički proizvodi) visokih nosivih iuporabnih svojstava 66


3. Drvne materijale, koji su zbog svojih visokih nosivih svojstava, namijenjeni izradi i PLOČASTIH I GREDNIH ELEMENATA u graditeljstvu – PSL(Parallam) s furnirskom osnovom te LSL (Intrallam)osnovom od punog drva te drugi “novi drvni materijali” europskog ili prekomorskog podrijetla (nisu unutar EC5 norme, ali gotovo svi IMAJUTEHNIČKO DOPUŠTENJE ZA PRIMJENU, kao i LVL gredni proizvodi od paralelno uslojenih furnira i pločasti proizvodi od paralelnih furnira s oko 20%poprečnih furnira

LVL je uveden u EN 1995-1-1:2004.

2

77

Projektiranjem se ograničava utjecaj smanjenja čvrstoća

Karakteristike i projektiranjetvornički izrađenih proizvoda od drva

Karakteristike i projektiranjetvornički izrađenih proizvoda od drva

• Furnirske ploče i LVL – tanki lijepljeni laminati furnira• Karakteristike u jednoj lameli imaju vrlo mali utjecaj na svojstva

cijelog proizvoda zbog male površine koja je uključena

• Mala varijabilnost u svojstvima osigurava:– stabilne visoke vrijednosti čvrstoća– bolju pouzdanost

• Projektiranje proizvodima od drva jamči:• Projektirana svojstva materijala• Razrađene postupke projektiranja• Precizne tablice raspona • Educirane stručnjake pri praktičnoj uporabi 88

Proizvodi na osnovi drvaProizvodi na osnovi drva

99

Drugi tvornički izrađeni proizvodiDrugi tvornički izrađeni proizvodi

• Drvene pojasnice i hrbat od čeličnih dijagonala – lagani nosači, otvoreni hrbat dopušta pristup za servisiranje (hrptovi mogu biti i od laganih cijevi, punih čeličnih profila te korugiranih limova)

• I–grede – drvo/LVL pojasnice, hrptovi od furnirskih ploča, lagani nosači pogodni za srednje raspone stropnih konstrukcija

• Sandučaste grede – drvo/LVL pojasnice, dva hrpta od furnirskih ploča, nosači pogodniza veće raspone, torziono kruti; mogu se koristiti i kao dekorativni paneli

1010

ISHODIŠNI OBLICIISHODIŠNI OBLICI

• Načinom proizvodnje različitih materijala na osnovi drva svojstva početnog materijala mogu se mijenjati i poboljšati

• Pojava drvenih pločastih materijala omogućila je prijelaz s drvenih građevinskih elemenata uobičajenog duguljastog oblika štapa na konstrukcijske elementa ravnih površina

• Za sada dostupna EC5 – ENV kategorizacija nosivih materijala na osnovi drva sadrži samo materijale od furnira, ivera i vlakana.

• Trenutačno je za eksperimentalno dobivene podatke o elastomehaničkimsvojstvima brojnih novih materijala na osnovi drva odgovoran isključivo proizvođač (koji je i dužan provesti ispitivanja) u čiju su proizvodnu paletu uključeni

• Lijepljeno lamelirano drvo također se može ubrojiti u građevni materijal na osnovi drva jer je prvi korak u proizvodnji LLD – a upravo rezanje drva kao ishodišnog materijala (proizvod piljenja su daske – lamele koje uslojavaju lijepljenjem pod pritiskom, a krajnji proizvod procesa jest novi oblik, ali je zadržan smjer vlakanaca osnovnog materijala)

1111

KLH– križno uslojene lijepljene

drvene ploče –

KLH– križno uslojene lijepljene

drvene ploče –

KLH ploKLH pločče e –– maxmax. 16 . 16 (16,5) x (16,5) x 2,95 m2,95 m 1212

KLH

(Cross–

Plywood)

KLH

(Cross–

Plywood)

3

1313

Furnirske ploče – opća svojstvaFurnirske ploče – opća svojstva

• Izrađeni su lijepljenjem furnira pod pritiskom do postignutog oblika• Vlakanca u furnirima u suprotnim smjerovima – čvrstoća u dva pravca

• Odabir materijala gornjeg lica ploče uvjetuje konačni izgled (uporaba) • Ljepila moraju zadovoljiti uvjete trajnosti i zaštite okoliša• Koriste se za:

• panele (dekorativne ili one u sastavu sprega)• “platna” – nosive ploče (stropovi, oplate)• hrptove složenih presjeka (I – grede, sandučaste grede)

Finalni proizvod – furnirska ploča

Sedam furnira (prije lijepljenjapod pritiskom)

Pravac gornjih vlakanaca

Pravac vlakana ploče

1414

Furnirske ploče (Plywood)

Svojstva furnirskih ploča

– visoka mehanička otpornost– stabilnost dimenzija za utjecaj vlage– fina i zatvorena površina– pravilni oblici

– krovni i zidni paneli– polaganje i saniranje podova– izrada nosača (sastavljeni

presjeci)

Primjena u graditeljstvu

1515 1616

VRSTA DIMENZIJA (mm)

DEBLJINA (mm)

vodootporna 2440 x 1220 10




DIMENZIJE FURNIRSKIH PLOČA NA NAŠEM TRŽIŠTU

1717

Elementi od lijepljenih lameliranih furnira (LVL)

Elementi od lijepljenih lameliranih furnira (LVL)

Drvni materijal od lijepljenih Drvni materijal od lijepljenih lameliranihlameliranih furnirafurnira

• Izrađuju se od tankih slojeva furnira• Veći dio vlakanaca furnira usmjeren je u longitudinalnom

pravcu (uzdužna os elementa)• Mogući vrlo visoki i dugi elementi• Visoke čvrstoće

Laminati prije lijepljenja i pritiska

Krajnji LVLnosač

Vlakanca svih laminata

1818

Lijepljeni lamelirani furniri (LVL)Lijepljeni lamelirani furniri (LVL)

• Dizajn LVL elemenata (i spojeva) slijedi osnovna pravila dana u EC5 – uveden je u normu 2004. godine

• Udio vlage u LVL-u nakon proizvodnje jest cca 10%, a u uporabi za oko 2% manji nego zahtijevani udio vlage u prirodnom drvu

• Koeficijenti skupljanja / bubrenja za KERTO – LVL

0,240,24Debljina0,030,32Širina0,010,01Duljina

KERTO – QKERTO – SSmjer

4

1919


1,5fr,kPosmik pri savijanju

3fv,0,kPosmik okomito na smjer vlakana

5,1fv,0,kPosmik u smjeru vlakana

6– okomito na liniju lijepljenja

9– paralelno s linijom lijepljenja

fc,90,kTlak okomito na vlakna

42fc,0,kTlak paralelno s vlaknima0,6ft,90,kVlak okomito na vlakna42ft,0,kVlak paralelno s vlaknima4851fm,kSavijanje

Čvrstoće u N/mm2

2020


520meanSrednja (prosječna) vrijednost

500kKarakteristična vrijednost

Gustoća u kg/m3 (za vlažnost 10%)

960G0,meanSrednji modul posmika

820G0,0,5Karakteristični modul posmika

14000E0,meanSrednji modul elastičnosti

12400E0,0,5Karakteristični modul elastičnosti

Krutosti u N/mm2

2121


• Usporedba karakterističnih vrijednosti svojstava materijala za puno drvo (C24), lijepljeno lamelirano drvo (GL32) i LVL

2222


• Pri određivanju projektnih vrijednosti svojstava LVL-a prema EC5, za vrijednosti koeficijenata modifikacije (kmod) i deformacije (kdef), mogu se usvojiti vrijednosti dane za furnirskeploče

• Koeficijent utjecaja visine (za vlačne i savijane presjeke), kh je dan u EN 1995-1-1:2004.

2323


• Nosiva su svojstva LVL elemenata ustaljena jer se moguće imperfekcije jednog furnira u nekom poprečnom presjeku minimiziraju nosivim svojstvima svih ostalih furnira istog “paketa” – greške se uklanjaju već pri kontroli furnirskihlaminata

• Čvrstoća LVL-a odgovara prosječnoj nosivosti svih furnira uslojenih u jednom proizvodnom paketu, pa LVL nije u tolikoj mjeri osjetljiv na prirodne greške materijala kao što je to piljena građa

2424


• Vatrootpornost LVL elemenata je povećana (odgovara otpornosti LLD-a), a trajnost im je usporediva s trajnošću prirodnog drva

• Tvrdoća LVL-a veća je od tvrdoće običnog drva (piljena građa i LLD), ali je čvrstoća LVL-a gotovo dvostruko veća u usporedbi s LLD, a trostruko veća u usporedbi s čvrstoćom piljene građe – osjetno su povećane vrijednosti čvrstoća na savijanje i vlak / tlak u uzdužnom smjeru

5

2525

1. Zaparena (24hkuhana) obla gredasiječe se na 2.0mduge komade

5. Automatiziranoslaganje furnirskihploča s vlaknimaorijentiranim u

jednom smjeru

9. Uskladištenje i isporuka

2. Rotacijski se ljušti ufurnirske pločedebljine 3.2mm

4. Sušenje toplim zrakomi jednostrano nanošenjefenol – formaldehidnog ljepila na ploče

(ljepilo priređeno prema UK normiBS1204/2)

3. Kontrola, selekcija i nastavljanjefurnirskih ploča za formiranje uploče novih dimenzija

6. Vrućeprešanje

na 150°C7. Poprečno isijecanje

na standardnedimenzije (duljine

do 23.0m)8. Uzdužno isijecanje na standardne dimenzije

Proizvodnja LVL Proizvodnja LVL –– aa• Debla se zaparuju u vrućoj vodi 24h• Građa se reže na duljinu od 2m• Rotaciono ljuštenje na debljine 3,2 mm

• Kontrola i selekcija te nastavljanje ploča• Sušenje ploča toplim zrakom i nanošenje fenolformadelhidnog ljepila• Prešanje 150o C

2626

Doprema debla, uklanjanje kore, zaparivanje 24h u vrućoj vodi

Isijecanje i rotaciono piljenje u furnirske plahte (2m širine i 3-4mm debljine, sušenje i selekcija furnira prema kvaliteti

Pokretna traka s adhezivima, slaganje || vlaknima prešanje, isijecanje

2727

Proizvodnja LVL Proizvodnja LVL –– aa

2828

• LVL proizvodi mogu biti pločasti i gredni

• Veliku primjenu imaju u novim zgradama, ali i pri sanaciji

Primjena LVL-a u graditeljstvuPrimjena LVL-a u graditeljstvu

2929

Primjena LVL-a u graditeljstvu

Primjena LVL-a u graditeljstvu

• Dimenzije pločastih elemenata od LVL-a variraju ovisno o debljini (broj slojeva furnira) – ploče veće debljine i visine presjeka postaju gredni elementi (nosači, stupovi) koji se, zbog svoje velike nosivosti, koriste za veće raspone

• LVL je zbog vrlo povoljnog odnosa čvrstoće i vlastite težine, kao i zbog stalnosti dimenzija, iznimno primjenjiv u konstrukcijama kupola i drugih prostornih koncepata

• Pločasti elementi LVL-a imaju iznimnu primjenu u proizvodnji (ali i rekonstrukciji) drvenih kuća i rezidencijalnih objekata gdje su posebno djelotvorne u konstrukcijama posmičnih zidova (seizmička otpornost)

• Koriste se i za oplate, kao i za tipske konstrukcije kolničkih ploča drvenih cestovnih mostova

3030

• Konstrukcija: Elementi od furnira debljine 3,2 mm (od europske smreke ili bora) sa smjerom vlakanalijepljenih paralelno s dužnom stranom ploče

• Debljina ploče: 27, 33, 39, 45, 51, 57, 63, 75 mm

• Standardna veličina: od 1,8 m do 23,0 m

Lijepljene ploče / grede od furnira – LVLFSH KERTO – S

Lijepljene ploLijepljene pločče / grede od furnirae / grede od furnira –– LVLLVLFSH KERTO FSH KERTO –– SS

• Višeslojni proizvod iz lijepljenih uslojenih furnirskih ploča temeljen na proizvodnji multiplex ploča

• Proizvodi se u zemljama Skandinavije, Finskoj Njemačkoj, Francuskoj, Nizozemskoj, Kanadi i SAD

• Vlačnu čvrstoću određuje zupčasti lijepljeni spoj; materijal se može lijepiti, vrlo je otporan i obradiv

6

3131


• U tablici su dane standardne dimenzije Kerto – LVL elemenata, dok su debljine MICROLAM – LVL elemenata (SAD) u granicama 19 – 89 mm.

• Standardne dimenzije za proizvode KERTO – LVL

3232

3333 3434

3535 3636

OSB ploče (Oriented Strand Board)

OSB ploče su vlagootporne ploče napravljene od krupnih traka usmjerenog iverja (25x150mm) prešanih visokim tlakom

Proces izrade OSB ploča:

• Kondicioniranje drveta• Rezanje• Sušenje• Miješanje• Oblikovanje• Finalna obrada i kontrola

Lijepljene ploče s usmjerenim iverjemLijepljene ploče s usmjerenim iverjem

7

3737

Proces proizvodnje Proces proizvodnje OSB ploOSB ploččaa

1. TRANSPORT2. KONDICIONIRANJE

3. PILJENJE

4. IZRADA IVERJA

5. PROSIJAVANJE6.SUŠENJE

Bazeni s vruBazeni s vruććom om vodomvodom

Rotacija kao Rotacija kao preventiva preventiva raspucavanjaraspucavanja

VlaVlažžnost 3nost 3--7%7%

3838

9. PREŠANJE

10. REZANJE PLOČA NA STANDARDNE DIMENZIJE

11. SKLADIŠTENJE

7. MIJEŠANJE 8. STAVLJANJEU KALUPE

11--15,% voska15,% voska

RasprRasprššivanje zbog ivanje zbog laklakššeg vezivanja smoleeg vezivanja smole

GrijaGrijačči između ploi između ploččaa

Proizvodnja u strogo Proizvodnja u strogo kontroliranim kontroliranim uvjetima !!!uvjetima !!!

3939

Svojstva OSB ploSvojstva OSB ploččaa– visoka mehanička otpornost– stabilnost dimenzija za utjecaj vlage– fina i zatvorena površina– pravilni oblici

– krovni i zidni paneli– polaganje i saniranje podova– oplate za šalovanje– izrada nosača (sastavljeni presjeci)

Primjena OSB ploPrimjena OSB pločča u graditeljstvua u graditeljstvu

4040OSB ploče kao obloga i vertikalna oplata okvirne

konstrukcije drvenih kuća (Kanada)

4141

OSB PLOOSB PLOČČE DOSTUPNE NA NAE DOSTUPNE NA NAŠŠEM TREM TRŽŽIIŠŠTUTU

Naziv pločeDimenzija

(formatploče) mm

Debljine (mm)

Vrsta površinske obrade

OSB, vlagootporna

2500 x 1250 12, 15, 18 nebrušena

OSB, vlagootporna(utor i pero)

2500 x 675 15, 18 nebrušena

4242

Intrallam• Koristi se za pločaste, ali i za gredne elemente

8

4343

Drveni elementi od lijepljenog furnira

Drveni elementi od lijepljenog furnira

Parallam (PSL)

4444

Proces proizvodnje Parallam – a

Parallam je patentiran i zaštićen proizvod u čiji je 20 – godišnji razvoj utoršeno cca 100 mil.$

4545

Proizvodnja Parallam – aProizvodnja Parallam – a

1. Sirovina – bor,jela ili smreka

3. U posebnom stroju se iz furnira isijecanjem istiskuje iverje (drveni “rezanci”duljine do 30cmi debljine 2-3cm

5. Vlakna se orijentiraju u jednomsmjeru i prešanjem

oblikuju u grede; ljepilo se stabilizira isuši VF (mikrovalna energija)

4. Patentiranim postupkom odstranjuju se defekti, dodaje sevodootporno ljepilo i drugi dodaci za zaštitu drva

6. Cijeli processtrojno jeupravljan

Osigurana kvaliteta (konzistencija, gustoća, čvrstoća), kontrolirana vlaga (oko 11%) i izgled

2. Nakon zaparivanja

obla se građaljušti ufurnirskelistove

U SAD postoje dvije tvornice za proizvodnju Parallam elemenata s oko 40 distributivnih centara u SAD i Kanadi

4646

PRIMJERI IZVEDENIH KONSTRUKCIJA

4747

PRIMJERI IZVEDENIH KONSTRUKCIJA

4848

OJAČANI MATERIJALI NA OSNOVI DRVA

OJAOJAČČANI MATERIJALI ANI MATERIJALI NA OSNOVI DRVANA OSNOVI DRVA

9

4949 5050

• CFRP ojačanja donjegpojasa rešetkastekonstrukcije mosta

• Vlačne zone lameliranih nosačaojačavaju se karbonskim ilipolimernim vlaknima

• FRP – Fibre ReinforcedPolymer

• CFRP – Carbon FibreReinforced Polymer

• GFRP – Glass FibreReinforced Polymer

• AFRP – Aramid FibreReinforced Polymer

5151

• Drvo ojačano HSF pločama (highstrenght fibres) – veza polimerom slabe viskoznosti

• Ispitivanja vlačnog spoja s primjenom HSF ojačanja

• Staklenim vlaknima armirano LLD– Dostignuta vlačna čvrstoća 40 N/mm2 5252

• Literatura:• A. Bjelanović, V. Rajčić: Drvene konstrukcije prema

europskim normama”, Hrvatska sveučilišna naklada, Građevinski fakultet Sveučilišta u Zagrebu, Zagreb, reizdanje, 2007.

Documents

Materijali Na Osnovi Drva