Posouzení vlivu termické úpravy na dynamický modul pružnosti dřeva břízy bělokoré

Martin Bulušek

Bachelor's thesis

Assessment of the effect of heat-treatment on the dynamic modulus of elasticity of European birch wood

Anotácia:

Tato bakalářská práce zkoumá vliv termické úpravy na dynamický modul pružnosti dřeva břízy bělokoré. Jelikož vlivem úpravy dochází i k dalším změnám vlastností, které se termické úpravy týkají, jsou tyto vlastnosti, jako především vlhkost a hustota, v této práci popsány. Ostatní změny nebyly zkoumány a jsou zde pouze zmíněny. Tato práce se skládá z teoretické a praktické části. Teoretická část shrnuje charakteristiku břízy bělokoré, její rozšíření, využití, stavbu (mikroskopickou a makroskopickou) a popisuje zkoumané vlastnosti dřeva. Dále vysvětluje proces termické úpravy ThermoWood®. Praktická část se zabývá posuzováním dynamického modulu pružnosti dřeva neupraveného a termicky upraveného při teplotě 170 °C a 190 °C. Jelikož během termického procesu dochází ke změnám i dalších fyzikálních a mechanických vlastností, práce porovnává vliv termické úpravy na hustotu a vlhkost, které s dynamickým modulem pružnosti souvisejí. Stanovení vybraných vlastností probíhalo dle norem ČSN. Výjimkou bylo stanovení dynamického modulu pružnosti, na které u nás norma neexistuje a provádí se pomocí manuálu Fakopp (Fakopp ultrasonic timer user’s guide). Vzorky byly termicky upraveny finskou metodou ThermoWood při teplotě 170 °C a 190 °C. K posouzení vlivu termické úpravy na zkoumané vlastnosti byla ponechána tepelně neupravená sada vzorků. Výsledky ukázaly, že vlivem termické úpravy při 170 °C došlo k mírnému nárůstu dynamického modulu pružnosti a v případě úpravy při 190°C k poklesu. Z měření vyplývá, že vlivem termické úpravy dochází k poklesu hustoty a ke snížení rovnovážné vlhkosti dřeva. Dále byla zkoumána závislost mezi stupněm termické úpravy a sledovanými vlastnostmi, tj. hustotou, vlhkostí a dynamickým modulem pružnosti.

Abstract:

This bachelor thesis is dealing with an effect of heat treatment on the dynamic modulus of elasticity of white birch wood. As there are also side effects of the heat treatment, this work is focused on the properties that are related to the heat treatment, too. Those properties are mainly moisture and density. Other changes in wood properties were not explored during the measurement, but they are mentioned in this paper. This work composes of a theoretical part and a practical part. The theoretical part is focused on general characteristics of white birch, its distribution, use, microscopic and macroscopic structure and specific properties that were explored in this work. The process of the ThermoWood® heat treatment is described too.The aim of the practical part is to assess the dynamic modulus of wood elasticity of unprocessed wood and thermally modified wood treated at 170 °C and 190 °C. As other changes of physical and mechanical properties occur during the heat treatment, this work compares the effect of heat treatment on density and moisture, because these properties are related to the dynamic modulus of elasticity. Determination of selected properties was done according to ČSN regulations. As there is no regulation stated for dynamic modulus of elasticity, determination of this property is made using the Fakopp ultrasonic timer user’s guide. Assessed samples were thermally modified at 170 °C and 190 °C using ThermoWood method. The set of unprocessed wood was determined as a reference sample to be able to recognise the effect of heat treatment. Results show that due to the effect of heat treatment at 170 °C, the dynamic modulus of elasticity increases slightly and due to the effect of heat treatment at 190 °C, the dynamic modulus of elasticity decreases. The results of measurements show that due to the heat treatment, the density of the wood decreases and the equilibrium moisture content of wood reduces. Furthermore, the relation between the level of heat treatment and examined properties of white birch wood (density, moisture and dynamic modulus of elasticity) was found.

Kľúčové slová

dřevo břízy, dynamický modul pružnosti, hustota, vlhkost, rychlost šíření zvuku

Keywords

birch wood, dynamic modulus of elasticity, density, moisture, sound propagation speed

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 14. 4. 2019

Obhajoba závěrečné práce

• Vedúci: Ing. Vlastimil Borůvka, PhD.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Forestry and Wood Sciences

Bachelor programme / odbor:
Wood Technology / Wood Technology