PergolyAglomerované dřevo: Dřevotřískové desky a jejich vlastnosti
Rostoucí spotřeba dřeva ve stavebnictví je podnětem k vývoji nových speciálních stavebních a velkoplošných materiálů s optimálními mechanicko-fyzikálními vlastnostmi. Nově vznikající materiály mají předem určený způsob použití v konstrukcích a nejsou již považovány pouze za materiály pro levné a náhradní řešení. Zatímco při výrobě nábytku je potenciál dřeva přiměřeně zužitkován, ve stavebnictví na své masivní využití dřevo teprve čeká.
Hlavním důvodem, který vedl k vývoji materiálů na bázi dřeva, byla snaha o výrobu produktů využívajících příznivé vlastnosti dřeva (izolační vlastnosti, snadná obrobitelnost, příznivé působení na prostředí, nízké výrobní nároky na energii) a zároveň překonávajících jeho nevýhody. Protože dřevo je materiál tvořený z vláken, který sesychá/bobtná pouze ve směru kolmém na vlákna, lze rozměrové změny materiálů na bázi dřeva minimalizovat vhodným konstrukčním řešením, například tzv. křížovým lepením (lepením materiálu tak, že směry vláken jednotlivých lepených vrstev jsou na sebe kolmé). Tímto výrobním postupem lze dosáhnout nízké vlhkostní roztažnosti.
Při výrobě aglomerovaných materiálů se dřevo nejdříve dezintegruje na drobné části a tyto drobné části se následně spojují do jednoho celku s uspořádáním podle požadavků na konečný produkt. Materiály na bázi dřeva také překonávají nehomogenitu přírodního dřeva a rozšiřují rozmanitost jednotlivých konstrukčních řešení. Ačkoliv tyto materiály, stejně jako použitá výrobní surovina, vykazují anizotropní chování, na rozdíl od dřeva lze stupeň anizotropie kompozitních materiálů regulovat (například velikostí a orientací dřevních částic).
To je další podstatná výhoda těchto materiálů, neboť jejich vlastnosti v jednotlivých směrech mohou být řízeny podle požadavků na konečný způsob aplikace. Variabilita mechanických vlastností je u materiálů na bázi dřeva také menší než v případě nehomogenní přírodní suroviny - dřeva. Moderní materiály na bázi dřeva jsou vyráběny převážně ze sortimentů nízké kvality z rychle rostoucích druhů dřevin. Skutečnost, že surovina nízké kvality může být použita pro výrobu vysoce kvalitního produktu, je pokládána za jednu z největších výhod těchto materiálů a to zejména v případech, kdy jsou pro výrobu používány malé průměry kulatin. Další výhodou je, že díky různým technologickým postupům mohou být z několika málo druhů dřevin vyráběny materiály se širokou škálou vlastností pro odlišné aplikace.
Na mechanicko-fyzikální vlastnosti (a na způsoby aplikace) materiálů na bázi dřeva mají výrazný vliv téměř všechny výrobní parametry. Mezi nejpodstatnější se obvykle uvádí: velikost, geometrie, orientace, formování a kvalita dřevních částí, typ a množství použitého lepidla a přídavných látek a lisovací faktory, které vzájemnou interakcí v průběhu lisování třískového koberce usměrňují zejména tvorbu hustotního profilu charakterizující rozložení hustoty v deskách.
Čtěte také: Vlastnosti smrkového a akátového dřeva
Základní dřevní části a hustota aglomerovaných materiálů
Základní dřevní části, ze kterých jsou nejčastěji vyráběny aglomerované materiály, jsou zobrazeny na obr. č. 2. Způsob využití jednotlivých materiálů a jejich mechanicko-fyzikální vlastnosti se často odvozuje podle hustoty (nebo příčného hustotního profilu). Obecně platí, že s vyšší hustotou se mechanické vlastnosti materiálů zlepšují, ale při změnách vlhkosti také dochází ke většímu bobtnání. Při výrobě materiálů na bázi dřev se zmenšující se velikostí částic se zlepšuje možnost jejich formování při lisování, což má za následek stoupající hustotu vyráběného materiálu.
U běžně vyráběných materiálů pro konstrukční účely mají povrchové vrstvy obvykle větší hustotu než vrstva středová. Při namáhání v ohybu působí na konstrukční prvky největší síla v povrchových vrstvách. Proto je výhodné vyrábět konstrukční materiály s příčným hustotním profilem ve tvaru písmene „U“ s větší hustotou povrchových vrstev než ve vrstvě středové. Takto vyrobené desky dosahují vyšších hodnot ohybové pevnosti a modulu pružnosti v ohybu než desky s rovnoměrným příčným hustotním profilem při stejné průměrné hustotě. Pevnost v ohybu a modul pružnosti v ohybu jsou další základní charakteristické hodnoty, mající hlavní vliv na způsoby aplikace jednotlivých materiálů. Používají se zejména pro výpočty a dimenzování konstrukcí.
Současný vývoj a využití aglomerovaných materiálů
V současnosti se se vzrůstajícím technologickým a technickým rozvojem množství konstrukčních materiálů na bázi dřeva zvyšuje. Nově vznikající materiály mají specifičtější vlastnosti odpovídající jejich různým způsobům využití. Vznikají kvalitnější vodě-odolná lepidla a hydrofobizační přídavky, které se používají u materiálů vystavených podmínkám trvale se měnící vlhkosti. Mezi dnešní nejrozšířenější a nejvíce používané velkoplošné materiály patří: třískové desky (výroba nábytku), vláknité desky se střední hustotou (nábytek - frézované, tvarové prvky), desky z velkoplošných orientovaných třísek a překližky (stavebnictví, obaly) a izolační vláknité desky.
V budoucnu lze předpokládat zejména rozvoj výroby materiálů a sendvičových panelů přímo pro konkrétní způsob použití. Výrazný pokrok ve vývoji materiálů na bázi dřeva dnes umožňuje jejich použití i v oblastech, které byly ještě nedávno doménou oceli a betonu. Podobně jako u ostatních stavebních materiálů je ale nutné používat vhodné konstrukční řešení pro konkrétní způsob aplikace a respektovat jejich vlastnosti. Jen v takovém případě bude možné plně využívat jediné obnovitelné suroviny zajišťující trvalý rozvoj ve stavebnictví - dřeva - aniž by se snižovala kvalita a bezpečnost provádění staveb.
Druhy aglomerovaných materiálů
Mezi nejznámější aglomerované materiály patří:
Čtěte také: Průvodce světem plátna
- Spárovka: Lepená deska z masivního dřeva.
- Překližka: Deska slepená z několika vrstev dýh.
- Deska z orientovaných plochých třísek (OSB): Vícevrstevná deska z dřevěných třísek a lepidla. Třísky mají přesně stanovený tvar a tloušťku. V povrchových vrstvách jsou třísky orientovány podélně s délkou nebo šířkou desky. Ve středové vrstvě jsou orientovány buď náhodně, nebo kolmo na průběh lamel (třísek) vnějších vrstev.
- Dřevotřísková deska: Materiál vyrobený lisováním za tepla z dřevěných částic (třísek, hoblin, pilin apod.) nebo jiných lignocelulózových částic pojených lepidlem.
- MDF (Medium Density Fiberboard): Vláknité desky se střední hustotou. Vyznačují se stejnorodou strukturou slisovaných vláken v celém svém průřezu. Jsou vyráběny převážně jako jednovrstvé, ale mohou být i vícevrstvé.
- WPC (Wood Plastic Composite): Kompozitní materiály vyráběné ze dřeva (dřevních vláken) a polymeru.
Recyklace dřeva a její environmentální přínosy
Zdravé vnitřní prostředí, ekologické přírodní materiály z trvale udržitelných zdrojů a eliminace využívání fosilních zásob se v posledním desetiletí staly globální prioritou. Surovinou splňující tyto požadavky společnosti je dřevo a materiály na jeho bázi. Aglomerované materiály překonávají do značné míry nevýhody dřeva, přičemž uchovávají většinu pozitivních vlastností dřeva. Jejich produkce představuje významný mezník v hospodaření s méně kvalitní dřevní surovinou.
Odpady provázejí lidstvo od pradávna. Jsou produktem prakticky veškeré lidské činnosti. Při pohledu na poslední změny v odpadovém hospodářství lze pozorovat výrazný přechod z odpadového na oběhové hospodářství, tedy přechod z lineární ekonomiky na cirkulární. Jedním z materiálů, který se dá efektivně separovat v odpadovém hospodářství a zpětně využít, je právě dřevo.
V odborných textech zaměřených na odpadovou problematiku se lze setkat s pojmem mrtvé odpadní dřevo - dřevní recyklát. Pod tímto pojmem se rozumí nábytek, dřevěné palety, okenní a dveřní rámy, dřevo z demolic (tedy svým způsobem stavební odpad), použité řezivo, kůra a další zbytky dřeva. Dřevo a výrobky ze dřeva mohou být ke konci svého životního cyklu recyklovány a znovu použity, při čemž dochází k ukládání velkého množství uhlíku absorbovaného stromy z oxidu uhličitého na dlouhou dobu. Také proto přistupují přední výrobci dřevotřískových desek (DTD) a OSB v České republice k progresivním postupům při nakládání s odpadním dřevem a využívají v současné době až 60 % recyklátu s cílem dosáhnout postupným zvyšováním až na 95 % podílu dřevní suroviny.
Proces recyklace odpadů s obsahem dřeva začíná svozem na sběrné místo, kde lze odpadní surovinu manipulovat, očišťovat od nežádoucích příměsí, odstranit materiály, které jsou dále zpracovatelné (kovy, plasty, sklo) a připravit ji k dalšímu technologickému zpracování. Na sběrném místě vzniká logistický uzel, ve kterém dochází k rozhodování, zda vytříděné dřevo uplatnit pro následné surovinové využití nebo jako zdroj energie, případně jiným způsobem.
Realizovaná studie životního cyklu (LCA) OSB desek prokazuje, že nahrazení 50 % přírodní vlákniny dřevním recyklátem má významný environmentální přínos. Využitím recyklovaného dřeva na úkor surového dřeva v 1 m3 produktu OSB 3 Superfinish ECO2 lze dosáhnout snížení úbytku fosilních zdrojů o více než 57 %, snížení emisí skleníkových plynů vyjádřených jako CO2 o téměř 48 %, snížení fotochemické oxidace o 65 %, snížení acidifikace o 98 %, snížení toxicity pro vodní společenství o 66 % a pro terestriální společenství o 32 %.
Čtěte také: Vyložení prostoru pro uskladnění dřeva
Přestože odpadní dřevo není ekologicky šetrným zdrojem energie, soutěží odvětví pro zpětné materiálové zpracování dnes v ČR ve volném tržním prostředí s energetickým sektorem, který je z hlediska zpracovatelských kapacit nenasycený a zároveň státem motivovaný k energetickému využití biomasy jakožto obnovitelného zdroje energie. Recyklace odpadního dřeva a jeho využití do dřevotřískových desek je z hlediska ukládání a vázání CO2 jednoznačně více efektivní a více udržitelná než jeho ukládání na skládky.
Energetické využití odpadu mj. stojí v ČR 880-1900 Kč/tunu a bude vždy dražší než recyklace a materiálové využití. Recyklace navíc přináší pracovní místa, nahrazuje primární suroviny a posiluje ekonomiku.
Možnosti využití dřevotřískových desek MFP
Dřevotřísková deska MFP (multifunkční panel) se používá ve stavebnictví, v nábytkářství, interiéru a obalovém průmyslu. V interiéru nachází tento typ desek uplatnění pro plovoucí podlahy, nástěnné obklady a další dekorativní využití. U desky MFP jsou dřevní třísky uloženy ve všech třech vrstvách nahodile, tj. úmyslně neorientovány do určitého směru. Základním elementem je dlouhá, štíhlá tříska, která je ve vrchní i středové vrstvě nepravidelně rozptýlena. Díky této struktuře deska MFP vykazuje stabilní mechanické vlastnosti - bez jakýchkoliv rozdílů v závislosti na směru výroby.
V severní Americe jsou desky „OSB“ používány z 65 % na stavbu nových domů, zejména jako konstrukční materiál stěn (obklady), střešní desky, materiál na podlahy. Dalších 19 % „OSB“ slouží k renovaci domů. „OSB“ nahrazují především překližku. Dále jsou OSB používány jako obalový materiál, materiál na bedny, bubny, skříňky a palety.
Výroba dřevovláknitých desek
Dřevovláknitá deska je materiál o tloušťce 1,5 mm a více, vyrobený z lignocelulózových vláken většinou za pomoci tepla a tlaku. Soudržnost je dána zplstnatěním vláken (a jejich přirozenou lepivostí) s případným přídavkem syntetické pryskyřice na vlákno. Vláknité desky mohou být vyrobeny suchým nebo mokrým způsobem. Měkká deska je nelisovaná a tvrdá vzniká lisováním. Polotvrdá vláknitá deska (MDF - Medium Density Fibreboard) je vyráběná z dřevních vláken nebo vláken jiných lignocelulosových materiálů. Desky se vyznačují stejnorodou strukturou slisovaných vláken v celém svém průřezu. Jsou vyráběny převážně jako jednovrstvé, ale ve speciálních případech mohou být i vícevrstvé.
Používaná lepidla
Druhou nejdůležitější surovinou ve výrobě třískových desek jsou syntetická lepidla (pryskyřice) termoreaktivního typu, a to lepidla močovinoformaldehydová (UF), fenolformaldehydová (PF), melaminformaldehydová (MEF), močovinomelaminformaldehydová (MUF), isokyanátová a minerální pojiva (cementy, sádra).
Močovinoformaldehydová lepidla jsou preferována pro výrobu TD a VD polotvrdých vyráběných suchým způsobem. Připravují se kondenzací močoviny a formaldehydu. Melaminformaldehydová lepidla jsou svou chemickou strukturou podobná UF lepidlům. Základními surovinami pro přípravu MEF lepidel jsou melamin a formaldehyd. Fenolformaldehydová lepidla jsou polykondenzační produkty vzniklé reakcí fenolu nebo jeho homologů (resolů a xylenolů) s formaldehydem v alkalickém prostředí. Isokyanátová lepidla byla zavedena již v 50. letech v Německu. V současnosti se používá jednosložkový produkt skládající se z polymerního methylendiisokyanátu (PMDI).
Minerální pojiva - nejznámější je hydraulický cement. Vytvrzuje vázáním vody a tvoří tak vodovzdorné pojivo. Dalším typem minerálního pojiva pro výrobu aglomerovaných materiálů je hořečnatý cement neboli Sorelův cement. Velkého významu nabyla jako minerální pojivo i sádra, a to pro výrobu sádrotřískových (STD), sádrokartonových (SKD) a sádrovláknitých (SVD) desek.
tags: #aglomerované #dřevo #dřevotřískové #desky #vlastnosti
