Odpad nemusí končit v kotli, může z něj být nosník. Zpracovatelé dřevní hmoty, ať již pilařské provozy nebo výrobci produktů z řeziva, se nevyhnou technologicky nutným prořezům, které nacházejí obvykle uplatnění v procesu energetického využití odpadu, stručně řečeno na topeništi. Firma Kloboucká lesní, s. r. o., začala hledat jiná uplatnění dřevního odpadu. Je všeobecně známým faktem, že největším spotřebitelem řeziva je stavebnictví, a tak není divu, že pozornost se obrátila tímto směrem. Spolupráce s poradenskou firmou Aspara, s. r. o., přivedla Klobouckou lesní k úvaze o nosnících netradičního složení.
Na začátku byla hromádka odpadu ve formě netříděných stěpek, smíchaných s pilinami a dalším třískovým odpadem, viz obr. 1.
Dřevo jako materiál má kromě svých nesporných předností, pro které dnes zažívá ve stavebnictví renesanci, i vlastnosti, pro které se stává noční můrou pro inženýry. Má výrazně anizotropické vlastnosti ve všech základních směrech X, Y, Z a ty jsou v každém směru jiné. Ani v jednom směru se navíc nedá hovořit o konstantách, neboť zejména s měnící se vlhkostí vnějšího prostředí se mění i mechanické a fyzikální vlastnosti dřeva. Je tedy nutné hledat řešení na snížení rozptylu těchto parametrů, aby se dřevo stalo snáze technicky uchopitelným materiálem.
Jednou z cest je zmenšení na částice typu třísek a následné slepení do nového tvaru. V minulém století takto vznikl materiál dnes hojně používaný ve stavebnictví – OSB. Technologie výroby OSB-desek je investičně velmi náročná, počítá se v desítkách až stovkách miliónů eur. Nejdražší částí je lisovací zařízení, kde za vysokého tlaku a teploty (tlak kolem 2,1 MPa a teplota 200–250 °C) vzniká výsledný produkt. Navíc současná technologie výroby prakticky neumožňuje zpracovávat odpad do OSB. Pokud výrobci OSB odebírají dřevný odpad, tak tento většinou slouží jako palivo, neboť spotřeba tepla při výrobě OSB je značná.
Dřevný odpad ve formě štěpek a třísek různých rozměrů je z fyzikálního hlediska směsí pevných látek geometricky nepopsatelnou, ale z hlediska normálního rozdělení bude možné statisticky určit pravděpodobnost výskytu různých částic s tím, že se budou opakovat. Bylo zmíněno, že OSB se vyrábí za vysokého tlaku teploty, kdy ze směsi třísek pravidelně vrstvených vzniká deska prakticky bez mezer.
V současné době je na trhu k dispozici řada vysoce kvalitních lepidel v přijatelné cenové kategorii, což vedlo k myšlence vynechat působení vysokého tlaku a teploty a vytvořit směs částic, obecně jakéhokoliv druhu, za normální teploty a tlaku a tuto směs vložit do dutin dřevěného nosníku (obr. 2). Systém je chráněn užitným vzorem firmy Aspara a Kloboucká lesní, s. r. o., projevila zájem tento princip využít.
Pro ověření byl dřevěný nosník takového složení vyroben, přičemž směs malých částic byla tvořena netříděným dřevným odpadem s nánosem lepidla (obr. 3). Při výrobě prototypů se objevily problémy, které souvisí s výše uvedenými různorodými vlastnostmi dřeva. Vznikly trhliny (obr. 4) související s vlhkostí dřeva, která v průběhu výroby kolísala díky materiálům, jež byly použity. Znova se ukázalo, že technologie výroby nového produktu se vždy potýká s určitými „porodními bolestmi“, které je nutno zvládnout, což samozřejmě stojí určité prostředky.
Pro ověření správnosti nastoupené cesty byly vyrobeny další prototypy, tentokrát pro srovnání šlo o nosník s prázdnou dutinou a materiálově a rozměrově shodný nosník, jehož dutina byla vyplněna směsí dřevního odpadu s lepidlem (obr. 5). Takto vyrobené nosníky byly již zbaveny „dětské nemoci“ praskání během stabilizace a byly postoupeny jednoduché zkoušce na trhacím stroji. Srovnávací zkouška (obr. 6) ukázala, že u nosníku s výplní nastala destrukce při tlaku o více než 70 % vyšším než u nosníku prázdného.
Závěrem
Dosud provedené práce ukázaly, že nastoupená cesta je správná a nosníky tohoto typu by bylo možné vyrábět. Netříděný dřevní odpad, který, jak je řečeno v úvodu, nachází obvykle své uplatnění jako palivo, se stává konstrukčním materiálem, který přispívá ke zvýšení mechanické pevnosti dřevěných nosníků. Očekává se, že dále přispěje ke snížení náchylnosti vůči vibracím, resp. bude vibrace tlumit, a pokud se tak bude dít ve slyšitelném spektru, může dojít i ke zlepšení kročejové neprůzvučnosti při použití těchto nosníků pro stropní konstrukce.
Považujeme za účelné, aby vznikaly projekty, které využívají domácí obnovitelnou surovinu i její odpady a tyto byly podporovány i státní dotační politikou, neboť mohou výrazně snížit dosud v Evropě nevídané objemy vývozu nezpracované kulatiny z České republiky.
KAREL KRONTORÁD
foto autor
Ing. Karel Krontorád, CSc., (*1954)
je absolventem VŠLD Zvolen, začínal jako výzkumný pracovník, později asistent na VŠ, 7 let byl obchodním a výrobním ředitelem společnosti Lignor centrum. V letech 2010–2016 byl proděkanem Lesnické a dřevařské fakulty Mendelovy univerzity, kde je v současnosti vedoucím Ústavu dřevařských technologií.
