Trendy v designu a tvorbě nových materiálů - na báze zhuštěného bukoveho dřeva a nedřevních komponentů

Matyáš Olmr

Master's thesis

Trends in design and creation of new materials - based on compressed beech wood and non-wood components

Abstract:

Předmětem diplomové práce je zkoumání a následné porovnání základních mechanických charakteristik (modul pružnosti, modul plasticity, ohybová pevnost, práce v pružné oblasti, práce v plastické oblasti) u samotného či vrstveného, zhuštěného bukového dřeva, s aplikací vysoko pevnostního vlákna, pomocí mechanické zkoušky tříbodovým ohybem. Na základě analýzy literárních zdrojů byla vybrána metodika výzkumu, který se zaměřuje na samostatné i vrstvené bukové lamely v tloušťkách 5 mm a 9 mm, při stupni zhuštění 30 % a 40 %. Testování bylo rozděleno do několika souborů, kde byly samostatné i podélně vrstvené lamely bez podlepení textilií ze skelných vláken, samostatné lamely podlepené textilií ze skelných vláken a podélně vrstvené lamely podlepené textilií ze skelných vláken. Pro vrstvení materiálu bylo použito lepidlo na bázi PVAc. Při provedených zkouškách byl prokázán pozitivní efekt zhuštění, vrstvení i aplikace vlákna na vybrané mechanické vlastnosti. Míra zhuštění materiálu se pozitivně projevila u modulu plasticity a ohybové pevnosti, kdy u samostatných lamel s 40% zhuštěním dosahují přibližně 13% zvýšení hodnot oproti lamelám s 30% zhuštěním. Aplikace textilie ze skelných vláken se kladně projevila u pevnosti v ohybu, na zbylé charakteristiky neměla dobrý vliv. U modulu pružnosti a modulu plasticity měla aplikace skelného vlákna výrazný negativní vliv, kdy u 9 mm lamel došlo ke 20% poklesu hodnot u těchto charakteristik. Výsledky práce mohou být přínosem pro další tvorbu nových vrstvených materiálů.

Abstract:

The topic of the diploma thesis is the research and comparison of basic mechanical characteristics (modulus of elasticity, plasticity of the modulus, flexural strength, work in the elastic region, work in the plastic region) by three-point bending of single or layered densified beech wood, with the application of high strength fibers.The research methodology was selected based on the analysis of literature sources, where the focus is on a single and layered beech lamella of the thicknesses of 5 mm and 9 mm, with a degree of compaction of 30% and 40%. The testing was performed in files, where there were single and layered layers without adhesion of glass fiber fabrics, then individual lamellas glued with glass fiber fabrics and layered lamellas as well as layered lamellas of glued glass fiber fabrics. An adhesive for the composition of PVAc was used to layer the material.The tests have shown a positive effect of densification, layering and application of fibers on selected mechanical properties. The degree of material compaction has a positive effect on the modulus of plasticity and flexural strength, where individual lamellas with 40% compaction reached a 13% increase compared to lamellae with 30% compaction. The application of a glass fiber fabric indicated positive effect on flexural strength and did not have a beneficial impact on the remaining properties. The indicator of elasticity and modulus of plasticity were significantly negatively affected by the application of glass fiber, where at 9 mm the lamella decreased by 20% of the expected value for these characteristics. The conclusion of the work may be advantageous for further production of new layered materials.

Keywords

zhuštěné dřevo, vrstvený materiál, nedřevěný komponent, pevnost v ohybu

Keywords

densified wood, laminated material, nonwooden component, bending strength

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 15. 6. 2020

Thesis defence

• Supervisor: doc. Ing. Milan Gaff, PhD.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Forestry and Wood Sciences

Master programme / field:
Wood Engineering / Wood Engineering