Termická modifikace bukového dřeva impregnovaného pryskyřicí

Pavel Brejcha

Master's thesis

Thermal modification of resin impregnated beech wood

Abstract:

Tato práce obsahuje teoretickou a praktickou část. V teoretické části této práce je zpracována charakteristika dřeviny buk, její mikroskopická a makroskopická stavba dřeva, výskyt této dřeviny v ČR a využití jejího dřeva. Dále je zde zpracována problematika termické modifikace dřeva, přehled jejích variant, postupů a způsobů provádění. Další částí je charakteristika impregnování dřeva, její nejčastěji používané způsoby a její využití. V neposlední řadě je zde také zpracován přehled změn mechanických a fyzikálních vlastností dřeva po termické modifikaci a impregnování. V praktické části této práce je podrobně popsán metodický postup výroby zkušebních vzorků, které byly vyrobeny z bukového dřeva. Dále je v této části popsán postup a průběh impregnování těchto vzorků, jejich následná termická modifikace a další činnosti s tím spojené. Mezi zkoumané vlastnosti během tohoto výzkumu byla zařazena pevnost v ohybu při statickém zatížení, měření dynamického modulu pružnosti, zkouška houževnatosti a bobtnání. Všechny uvedené zkoušky probíhaly v laboratorních podmínkách na zařízeních k tomu určených a dle norem, odpovídajících daným zkouškám. Všechny takto naměřené hodnoty zkušebních těles byly statisticky zpracovány a vzájemně mezi sebou porovnány. Následně pak byly pozorovány rozdíly mezi jednotlivými druhy modifikace těles a na jejich základě byla data vyhodnocena. Z těchto výsledků vyplynulo, že u vzorků, které byly impregnovány pryskyřicí ve třech koncentracích a následně termicky upraveny, nedošlo ke zlepšení rázové houževnatosti, statické pevnosti v ohybu ani ke zvýšení statického a dynamického modulu pružnosti ve srovnání se vzorky pouze termicky upravenými. Statická pevnost v ohybu byla u takto upravených vzorků o 60 MPa nižší než u referenčních vzorků. Ke zlepšení došlo u bobtnání, kdy vzorky, které byly modifikovány oběma metodami, vykazovaly nižší hodnoty objemového, tangenciálního a radiálního bobtnání v porovnání se vzorky dřeva pouze termicky upraveného. U objemového bobtnání vykazovaly vzorky upravené kombinací úprav o 12 % nižší hodnoty bobtnání než referenční vzorky.

Abstract:

This work contains a theoretical and practical part. In the theoretical part of this work, the characteristics of beech wood are processed its microscopic and macroscopic structure of wood, the occurrence of this tree in the Czech Republic and the use of its wood. Furthermore, the issue of thermal modification of wood, an overview of its variants, procedures and methods of implementation are elaborated here. Another part of the theoretical part is the characteristics of wood impregnation, its most commonly used methods and its use. Last but not least, there is also an overview of changes in the mechanical and physical properties of wood after thermal modification and impregnation. The practical part of this work describes in detail the methodological procedure for the production of test specimens that were made of beech wood. Furthermore, this section describes the procedure and course of impregnation of these samples, their subsequent thermal modification and other activities associated with it. The properties investigated during this research included the flexural strength under static load, the measurement of the dynamic modulus of elasticity, the toughness test and the degree of swelling. All the above tests took place in laboratory conditions on equipment designed for this purpose and according to the standards corresponding to the given tests. All values of test specimens measured in this way were statistically processed and compared with each other. Subsequently, differences between individual types of body modifications were observed and based on them, the data were evaluated. These results showed that samples that were impregnated with resin in three concentrations and subsequently thermally treated did not improve the impact strength, static flexural strength or increase the static and dynamic modulus of elasticity compared to samples only thermally treated. The static flexural strength of the samples this treated was 60 MPa lower than that of the reference samples. There was an improvement in swelling, where samples that were modified by both methods showed lower values of volume, tangential and radial swelling compared to samples of only thermally treated wood. For volume swelling, the samples treated with the combination of adjustments showed 12% lower swelling values than the reference samples.

Keywords

mechanické vlastnosti, fyzikální vlastnosti, bukové dřevo, modifikace, impregnace

Keywords

mechanical properties, physical properties, Beech wood, modification, impregnation

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 17. 4. 2021

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Ing. Štěpán Hýsek, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Forestry and Wood Sciences

Master programme:
Wood Engineering