Experimentální mechanická analýza konstrukčního LSL kompozitu ze směsi plochých třísek vybraných druhů dřevin

Bc. Michal Šulák

Master's thesis

Experimental mechanical analysis of structural LSL composite from a mixture of flat chips of selected wood species

Abstract:

Diplomová práce se zabývá myšlenkou nahrazení smrkového dřeva v konstrukčních prvcích jinou alternativní dřevinou – modřínem. Tato práce srovnává 3 varianty experimentálně vyrobených LSL desek. Jde o desky vyrobené z čistě modřínových nebo smrkových třísek, se kterými je srovnávána varianta desky, která obsahuje mix třísek smrku a modřínu v poměru 60:40 %. Tyto tři varianty desek byly testovány na tříbodý ohyb na hranu a na plochu desky, rozupčivost a bobtnání. Pro vyhodnocení výsledků ohybové zkoušky na plochu byla použita metoda korelace digitálního obrazu (DIC). Pro zjištění chování lepené spáry byla provedena modifikovaná zkouška smykové pevnosti lepeného spoje na třech typech vzorcích MD/MD, SM/SM a MD/SM. V případě ohybových zkoušek nebyly zjištěny významné rozdíly mezi deskami. U vzorků testovaných na tlak také nebyly nalezeny významné rozdíly. Nicméně statisticky významný rozdíl byl zjištěn u hustoty testovaných vzorků na tlak a na IB. V obou případech byla hustota vzorků vyrobených ze smrkových třísek významně nižší. Při testování na rozlupčivost ANOVY nepotvrdily významné rozdíly mezi skupinami vzorků. Významný vliv kombinace třísek byl zjištěn při tloušťkovém bobtnání a nasáklivosti. Při smykové zkoušce byla zjištěna významně vyšší pevnost lepeného spoje u MD/MD vzorků ve srovnání s ostatními skupinami vzorků.

Abstract:

The diploma thesis deals with the idea of replacing spruce wood in structural elements with another alternative wood type- larch. This work compares 3 variants of experimentally manufactured LSL boards. Boards made only with larch or spruce particles were compared with board which contains a mix of spruce and larch chips in a ratio of 60:40. The effect of board composition on mechanical properties was evaluated using bending (flat- and edge-wise), internal bonding, compression and thickness swelling test. The non-destructive digital Image Correlation (DIC) method was used to evaluate the results strain fields during both bending schemes. To determine the behavior of the glued joint itself was used a modified shear strength test on three types of specimen MD/MD, SM/SM and MD/SM. In the case of bending tests were found any significant differences between the boards. Significant differences weren´t found when the compressive behaviour of the boards was tested. However, a statistically significant difference was found in the density of the tested samples for compression and for IB specimen. In both cases, the density of specimen made from spruce particles was significantly lower. When tested for internal bonding, ANOVAs did not confirm significant differences between specimen groups. A significant influence of the strand combination was found in thickness swelling and water absorption. During the lap shear test, a significantly higher strength of the glued joint was found in the MD/MD samples compared to the other groups of samples.

Keywords

Laminated strand lumber (LSL), korelace digitálního obrazu (DIC), smyková pevnost lepené spáry, pMDI lepidlo

Keywords

pMDI adhesive, digital image correlation (DIC), glued joint shear strength, Laminated strand lumber (LSL)

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 13. 4. 2023

Thesis defence

• Date of defence: 23. 5. 2023
• Supervisor: Ing. David Děcký, Ph.D.
• Reader: Jan Vaněrek, externi

Mendel University in Brno

Faculty of Forestry and Wood Technology

Master programme:
Timber Structures and Wood Building Construction