Hodnocení průvzdušnosti OSB desek pro konstrukční účely

Ing. Matěj Hodoušek

Disertační práce

Evaluation of the air permeability of OSB boards for structural purposes

Anotace:

Tato práce se zabývá problematikou průvzdušnosti desek z orientovaných plochých třísek známých pod označením OSB. Tři její části se zabývají jednak popisem této fyzikální veličiny, dále nepříznivými vlivy, které průvzdušnost zvyšují, a také možnostmi, jak průvzdušnost snížit bez vynaložení vysokých finančních nákladů.V první části bylo provedeno měření průvzdušnosti podle EN 12114 u desek OSB/3 a OSB/4. Především tloušťka desky (12 mm a 18 mm) a typ (OSB/3 a OSB/4) byly hlavní faktory ovlivňující průvzdušnost. Závislost naměřených hodnot průvzdušnosti na tlakovém rozdílu je popsána pomocí lineárních rovnic v rámci regresní analýzy. Skupina vzorků OSB/3 vykazovala vyšší průvzdušnost než OSB/4 (v obou tloušťkách cca o 61 %). Dále vzorky o tloušťce 18 mm vykazovaly v obou skupinách vyšší odolnost proti průvzdušnosti než vzorky s tloušťkou 12 mm (OSB/3 cca o 40 % a OSB/4 cca o 41 %). Ve druhé části jsou hodnoceny změny v průvzdušnosti a hustotního profilu desek OSB 3, tloušťky 12 mm, v závislosti na změně vlhkosti. Metodika zkoušek spočívá v porovnání výsledků laboratorních měření s výsledky simulace reálných podmínek, které mohou nastat v průběhu výstavby na staveništi. Vlhkost OSB byla zvýšena na 17 % oproti původní vlhkosti 10 % a následně byly analyzovány změny průvzdušnosti a hustotního profilu. Tyto dvě veličiny byly potom opět analyzovány po přirozeném vysušení zpět na počáteční vlhkost. Po tomto procesu bylo zaznamenáno zvýšení průvzdušnosti v průměru o 14,3 %. Zvýšení průvzdušnosti při tlakovém rozdílu 50 Pa činilo 5,9 %. Desky po namočení a opětovném vysušení vykazovaly o 10,9 % nižší průměrnou hustotu a o 12,7 % nižší maximální hustotu povrchových vrstev, které zabezpečují hlavní mechanické a fyzikální vlastnosti. Zjišťování příčného hustotního profilu (VDP) probíhalo souběžně s měřením průvzdušnosti při všech stupních vlhkostní úpravy OSB desek. Z provedeného šetření vyplývá, že i krátkodobé působení vody a související zvýšení obsahu vlhkosti OSB desek má negativní vliv na průvzdušnost a příčný hustotní profil. Ve třetí části se práce zabývá snižováním průvzdušnosti desek z orientovaných plochých třísek (OSB) pomocí nátěrových hmot. Pro měření byl opět vybrán stejný typ desek OSB/3 12 mm. Celkem 9 nátěrových hmot bylo aplikováno v jedné vrstvě na jednu stranu desek. Rozdíl v průvzdušnosti nenatřených a natřených desek byl zaznamenán jako vliv nátěrové hmoty (NH) v procentech rozdílu průvzdušnosti. Vliv NH se pohyboval od 1,9 % až po 78,6 %. Dále byla změřena průvzdušnost desek OSB 3 o tloušťce 15 a 22 mm od jiného výrobce, jehož desky vykazují lepší vlastnosti a mají výrazně vyšší pořizovací náklady. Více jak polovina nátěrových hmot snížila průvzdušnost pod hranici 15 mm desky a žádný vzorek se nedostal pod hranici desky 22 mm. Při porovnání pořizovacích nákladů a vlivu NH vychází nejlépe latexová barva (PA 78,6 %) a penetrace 1 (PA 66,4 %). Snížení průvzdušnosti OSB desek použitých pro nízkonákladové konstrukce použitím levných nátěrových hmot by mohlo významně zlepšit izolační vlastnosti stěnové konstrukce a posunout tak koncept nízkonákladového pasivního stavitelství.

Abstract:

The thesis deals with the air permeability of oriented strand boards known under OSB designation. Three of its parts deal with the description of this physical quantity, then examine the unfavourable influences that increase the air permeability and also look for ways to reduce air permeability without incurring high financial costs. In the first part, the air permeability measurements were carried out according to EN 12114 for OSB/3 and OSB/4 boards. In particular, the board thickness (12 mm and 18 mm) and type (OSB/3 and OSB/4) were the main factors influencing air permeability. The dependence of the measured values of air permeability on the pressure difference is described by the regression equations. The OSB/3 sample group had higher air permeability than OSB/4 (at both thicknesses about 61%). Furthermore, samples of 18 mm thick showed higher resistance to the air permeation than 12 mm thick (OSB/3 about 40% and OSB/4 about 41%) in both groups. In the second part the changes in the air permeability and vertical density profile of OSB 3 boards, 12 mm thick are evaluated depending on the change in humidity. Testing methodology consists in comparing the results of laboratory measurements with the results of simulation of real conditions that may occur during construction on site. The OSB humidity has increased to 17% compared to the original humidity of 10% and subsequent changes in aeration and density profile were analysed. These two quantities were then analysed after natural drying back to the initial moisture. After this process, an increase in air permeability was recorded by 14.3% in average the increase in air permeability at a pressure difference of 50 Pa was 5.9%. The sample after wetting and re-drying showed a 10.9% lower average density and a 12.7% lower maximum density of the surface layers that provide the main mechanical and physical properties. Vertical density profile (VDP) detection was conducted in parallel with the air permeability measurements at all stages of OSB moisture treatment. The investigation showed that even the short-term water exposure and the associated increase in the moisture content of OSB boards have a negative effect on air permeability and VDP. In the third part, the thesis deals with the reduction of the air permeability of OSB by coatings. For measuring, the same type of 12 mm OSB/3 boards was selected. A total of 9 coatings were applied in one layer to one side of the boards. The difference in air permeability of unpainted and painted boards was recorded as the paint effect (NH) as a percentage of decreased air permeability. The NH ranged from 1.9% to 78.6%. Furthermore, the permeability of 15 and 22 mm thick OSB 3 boards from another manufacturer was measured. These boards are of better properties and significantly higher acquisition costs. More than half of the coatings reduced air permeability below the 15 mm high performance board and no sample was below the board border of 22 mm. When comparing acquisition costs and NH, latex paint (PA 78.6%) and Penetration 1 (PA 66.4%) have showed the best results. Reducing the airtightness of OSB boards used for low-cost construction by using cheap paints could significantly improve the insulating properties of the wall and thus move forward the concept of low-cost passive houses construction.

Klíčová slova

OSB, hustotní profil, nátěrové hmoty, tepelná izolace, průvzdušnost

Keywords

air permeability, OSB, vertical density profile, coatings, heat insulation

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 27. 8. 2018

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: doc. Ing. Martin Böhm, Ph.D.

Česká zemědělská univerzita v Praze

Fakulta lesnická a dřevařská

Doktorský studijní program / obor:
Lesní inženýrství / Zpracování dřeva a technika v lesním hospodářství