Reologické charakteristiky neupraveného a termicky upraveného dřeva při dlouhodobém zatížení v ohybu

Bc. Tereza Berková

Master's thesis

Rheological characteristics of untreated and thermally modified wood under long-term loading in bending

Abstract:

Termodřevo patří mezi viskoelastické materiály a vlivem dlouhotrvajícího zatížení teče. Ve dřevě tak současně vznikají deformace elastické, elastické v čase a plastické. Tato práce zkoumá jeho chování pod dlouhodobým zatížením v ohybu. Práce porovnává poměry jednotlivých typů deformací vzniklých při 600 h aplikaci zatížení o velikosti 40% meze pevnosti u dřeva neupraveného a termicky modifikovaného na šest různých stupňů. Měření proběhlo za konstantních okolních podmínek v klimatizační komoře. Pro vyhodnocení deformací při konstantním zatížení byl použit Burgerův model.Nižší stupně úpravy se projevují pozitivně pro konstrukční užití. Takto upravené dřevo teče více než dřevo neupravené. Při vyšších stupních termické úpravy se projevuje snížení mechanických vlastností.

Abstract:

Heat-treatment belongs to the most ecological methods of wood preservation methods and increase of its natural stability in exposition to outdoor conditions. Research of mechanical properties opens new possibilities of thermowood usage in general.Wood appertains to viscoelastic materials and due to long-term loading creeps. There currently rise both elastic deformation, deformation elastic in time and plastic deformation. Partially there are irreversible changes due to stress even after unloading.This work presents first insight to the matters of thermowood rheology and inspects its behavior under long-term loading in bending. This paper compares ratio of these three types of deformation in untreated wood and thermally modified wood in seven different temperatures (140; 160; 180; 190; 200, 210°C). The samples were exposed to 600 hours applied loading covering 40% of ultimate stress (modulus of rapture). Test were performed under constant conditions in special creep units in conditioning kiln. Increasing deformation under constant load was analyzed by Burger rheological model. The results show that samples treated under lower temperatures (140 and 160°C) exhibit greater creep than untreated wood. This result is positive for structural usage of wood. On the other hand the samples treated under higher temperatures levels (200 an 210°C) display deterioration of mechanical properties. This is due to changes in wood structures caused by heat-treatment.The most important impact of this work goes to future research of this field. Next development has to apply for the best quality of samples and also select rather prismatic parallelism than transversal one. Also application of 40% ultimate stress loading appeared as too high and together with wood defects led to destruction of samples.

Keywords

reologie, viskoelasticita, tečení dřeva, termodřevo, dlouhodobé zatížení, ohyb, modelování

Keywords

rheology, viscoelasticity, thermowood, wood creep, long-term loading, bending, modeling

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 20. 4. 2016

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Vlastimil Borůvka, PhD.
• Reader: Daniel Ruman, PhD.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Forestry and Wood Sciences

Master programme / field:
Wood Engineering / Wood Engineering