Využití alternativních surovin ve výrobě aglomerovaných materiálů pro stavby

Bc. Oskar Špavor

Master's thesis

Use of alternative raw materials in the production of agglomerated materials for buildings.

Abstract:

Práce se zabývala možností využití slámy pro výrobu velkoplošného materiálu. Vstupním materiálem byla sláma z pšenice a tolice vojtěška. Jako pojivo bylo zde použito běžně využívané pMDI lepidlo, které sloužilo k udání referenčních hodnot ke škrobovému lepidlu a lignosulfonanovému výluhu. Před lisováním hlavních formátů (60x60 cm, tl. 12 mm) byly vylisovány zkušební desky (15x15 cm, tl. 12 mm), kde se zkoumala optimální lisovací doba, teplota a tlak. Jako nejvhodnější byla vybrána teplota 190 °C a lisovací tlak 3,5 MPa. Při lisování hlavních formátů se vyskytla řada problémů s přebytečnou vlhkostí uvolňující se z pojiva. Všechny pokusy o vylisování desky jsou popsané v kapitole 3.4 Lisování jednotlivých materiálů s pojivy.Během lisování se projevila neschopnost pšeničné slámy přijímat vlhkost uvolňující se ze škrobového lepidla. Po odlehčení lisu se vlivem páry deska roztrhala na kusy. Uprostřed desky z pšeničné slámy (vysušené na 4 %) s pMDI lepidlem se po klimatizaci nacházel velký puchýř. Všechny pokusy o vylisování desky z pšeničné slámy bohužel skončily neúspěšně. Vojtěška (vlhkosti 12 %) s pMDI lepidlem byla úspěšně vylisovaná s lisovacím faktorem 10 s/mm. Vzorky dosáhly v průměru modulu pružnosti 3112 MPa, modulu pevnosti 17,89 MPa, rozlupčivosti 0,46 MPa, navlhavosti 10,9 % a tloušťkového bobtnání 27,6 %.Vojtěška s lignosulfonátem byla vylisovaná na třetí pokus, kdy vlhkost vojtěšky byla 12 %, lisovací faktor 40 s/mm. Během lisování bylo provedeno 15 odlehčení lisu po 30 sekundách, za účelem odstranění přebytečné páry. Vzorky dosáhly v průměru modulu pružnosti 1914 MPa, modulu pevnosti 3,93 MPa, rozlupčivosti 0,03 MPa, navlhavosti 12,2 %. Bobtnání zde nebylo možné změřit, z důvodu rozmočení vzorků.Vojtěška (vlhkosti 12 %) se škrobovým lepidlem byla vylisovaná s lisovacím faktorem 40 s/mm. Při lisování bylo provedeno 15 odlehčení lisu po 30 sekundách. Vzorky dosáhly v průměru modulu pružnosti 1286 MPa, modulu pevnosti 3,01 MPa, rozlupčivosti 0,1 MPa, navlhavosti 11,2 %. Bobtnání zde nebylo možné změřit z důvodu rozmočení vzorků.

Abstract:

The work dealt with the possibility of using straw for the production of large-area materials. The input material was wheat straw and lucerne. As a binder, a commonly used pMDI adhesive was used here to provide reference values for starch adhesive and lignosulfonate leachate.Before pressing the main formats (60x60 cm, 12 mm thick), test plates (15x15 cm, 12 mm thick) were pressed to examine the optimum pressing time, temperature and pressure. A temperature of 190 ° C and a pressing pressure of 3,5 MPa were chosen as the most suitable. Pressing main boards cause a number of problems with excess moisture released from the binder. All attempts to press the board are described in chapter 3.4 Pressing Individual Materials with Binders.During the pressing process, wheat straw was unable to absorb moisture released from the starch adhesive. After opening the press, the plate was board to pieces due to steam. A large blister was found in the middle of a wheat straw plate (dried to 4 %) with pMDI glue. Unfortunately, all attempts to make a board of wheat straw ended unsuccessfully.Lucerne (12% humidity) with pMDI glue was successfully pressed with a compression factor of 10 s / mm. The samples reached on average a modulus of elasticity of 3112 MPa, a modulus of strength of 17,89 MPa, an internal bonding of 0,46 MPa, a moisture absorption of 10,9% and a thickness swelling of 27,6%.Lucerne with lignosulfonate was pressed on the third attempt, when the lucerne moisture was 12% and compression factor of 40 s / mm. During pressing, 15 press relieves were performed after 30 seconds to remove excess steam. The samples reached a modulus of elasticity of 1914 MPa, a modulus of strength 93 MPa, an internal bonding of 0,03 MPa, and a moisture content of 12,2%. The swelling could not be measured here due to wetting of the samples. Lucerne (12% moisture) with starch glue was pressed with a compression factor of 40 s / mm. During pressing, 15 press relieves were performed after 30 seconds. The samples reached a modulus of elasticity of 1286 MPa, a modulus of strength of 3,01 MPa, internal bonding of 0,1 MPa, and a moisture content of 11,2%. Swelling could not be measured here due to wetting of samples.

Keywords

mez pevnost, navlhavost, vojtěška, modul pružnosti, rozlupčivost, pšeničná sláma

Keywords

moisture absorption, internal bonding, lucerne, wheat straw, modulus of elasticity, modulus of strength

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 16. 4. 2020

Thesis defence

• Supervisor: doc. Dr. Ing. Pavel Král

Mendel University in Brno

Faculty of Forestry and Wood Technology

Master programme / field:
Timber Structures and Wood Building Construction / Timber Structures and Wood Building Construction