Mechanické vlastnosti dřeva vystaveného teplotnímu zatížení

Bc. Jakub Hlaváček

Master's thesis

Mechanical properties of wood exposed to alternating temperatures

Abstract:

Diplomová práce se zabývá vlivem střídání teplot na statický a dynamický ohyb smrkového dřeva. V druhé praktické části se zkoumá vliv střídavé teploty na vybrané fyzikální a mechanické vlastnosti dřeva. Měření probíhalo na vzorcích, který nebyly teplotně zatížené nebo prošly jedním cyklem (12 hodin mražení při teplotě -25 °C s následným 12hodinovým ohřívání při teplotě 70 °C) nebo dvěma cykly (mražení – ohřívání – mražení – ohřívání). Po vystavení vzorků teplotnímu zatížení byl pro každý cyklus teplotního zatížení měřen tříbodový statický ohyb a dynamický ohyb (rázovou houževnatost dřeva). Po prvním teplotním cyklu od referenčních vzorků vzrostla ohybová pevnost o 36 %, modul pružnosti o 12,3 % a rázová houževnatost o 26 %. Hodnota průhybu klesla o 14 % oproti referenčním vzorkům. Po druhém teplotním cyklu od referenčních vzorků vzrostla ohybová pevnost o 25,4 %, modul pružnosti o 4,8 % a rázová houževnatost o 5,6 %. Hodnota průhybu klesla o 18,6 % oproti referenčním vzorkům. Při mražení se vlhkost dřeva zvětšila přibližně o 2–3 % a hustota dřeva o 0,5 %. Při ohřívání se vlhkost dřeva zmenšila přibližně o 70 % a hustota dřeva o 4,6 %. Protože začínají být ve světě čím dál více populární stavby ze dřeva, musí všechny tyto stavby splňovat určité hodnoty mechanických vlastností, které se různými faktory mohou měnit. Jedním z těchto faktorů je právě teplota, která mechanické vlastnosti ovlivňuje. Proto je důležité zkoumat vliv teploty na mechanické vlastnosti dřeva.

Abstract:

This diploma thesis deals with the influence of temperature changes on static and dynamic bending of spruce wood. The second practical part examines the influence of alternating temperature on selected physical and mechanical properties of wood. Measurements were made on samples that were not under any temperature stress or passed through one cycle (12 hours of freezing at -25 ° C followed by 12 hours of heating at 70 ° C) or two cycles (freezing - heating - freezing - heating). After subjecting the samples to temperature stress, a three-point static bend and a dynamic bend (impact toughness of wood) were measured for each temperature stress cycle. After the first temperature cycle, the bending strength increased by 36%, the modulus of elasticity by 12.3% and the impact strength by 26%. Deflection value decreased by 14% compared to reference samples. After the second temperature cycle the bending strength increased by 25.4%, the modulus of elasticity by 4.8% and the impact strength by 5.6%. The deflection value decreased by 18.6% compared to the reference samples. When freezing, wood moisture was increased by about 2-3% and wood density by 0.5%. When heating, wood moisture was decreased by about 70% and wood density by 4.6%. As timber structures are becoming more and more popular in the world, all of these structures must meet certain mechanical properties which can change with different factors. One of these factors is the temperature which affects the mechanical properties. Therefore, it is important to examine the effect of temperature on the mechanical properties of wood.

Keywords

Nízké teploty, vysoké teploty, teplotní zatížení, mechanické vlastnosti

Keywords

Low temperatures, high temperatures, temperature stress, mechanical properties

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 20. 4. 2019

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Miroslav Gašparík, PhD.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Forestry and Wood Sciences

Master programme / field:
Wood Engineering / Wood Engineering