Parallel strand lumber made from pine veneer

Bączek, Paweł; Borysiuk, Piotr

doi:10.5604/01.3001.0054.6641

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Parallel strand lumber made from pine veneer

Autorzy

Bączek Paweł , Borysiuk Piotr

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Pobierz

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0054.6641

Warianty tytułu

Tworzywa równoległowłókniste wykonane z forniru sosnowego

Języki publikacji

Abstrakty

Parallel strand lumber made from pine veneer. In the study, 12 beams were produced in 3 different veneer width variants, each 3mm thick, using polyurethane adhesive. The veneer was used in the form of full sheets (LVL) with a width of 120 mm and in the form of veneer strips (PSL) with widths of 1/2" (12.5 mm) and 1" (25 mm). The manufacturing method and parameters were identical for each variant. An analysis was conducted to evaluate the impact of different veneer widths on selected mechanical and physical properties of the obtained parallel-strand lumber: density and density profile, modulus of elasticity (MOE), static bending strength (MOR), shear strength, water absorption (WA), and thickness swelling (TS). It was indicated that the material made from full veneer sheets (LVL) has the most favorable mechanical and physical properties. Reducing the width of the raw material leads to a decrease in the strength properties of PSL materials. Generally, this decrease is statistically significant compared to LVL only for the raw material with a width of 12.5 mm. The type of raw material has a statistically significant impact on the tested properties, although the percentage level of this impact is generally lower than the influence of other factors not analyzed during the study.

W ramach badań wytworzono 12 belek w 3 różnych wariantach szerokości fornirów o gr. 3mm przy zastosowaniu kleju poliuretanowego. Wykorzystano fornir w postaci pełnych arkuszy (LVL) o szerokości 120 mm oraz w postaci pasm fornirów (PSL) o szerokości 1/2” (12.5 mm) i 1” (25 mm). Sposób i parametry wytwarzania były jednakowe dla każdego wariantu. Przeprowadzono analizę wpływu różnych szerokości forniru na wybrane właściwości mechaniczne i fizyczne otrzymanych materiałów równoległówłóknistych: gęstość i profil gęstości, moduł sprężystości (MOE), wytrzymałość na zginanie statyczne (MOR), wytrzymałość na ścinanie, nasiąkliwość (WA) oraz spęcznienie na grubość (TS). Wskazano, ze najkorzystniejszymi parametrami wytrzymałościowymi i fizycznymi charakteryzuje się materiał wytworzony z pełnych arkuszy forniru (LVL). Zmniejszenie szerokości surowca wpływa na spadek właściwości wytrzymałościowych materiałów PSL, przy czym na ogół spadek ten, w porównaniu do LVL, jest statystycznie istotny jedynie w przypadku surowca o szerokości 12.5 mm. Rodzaj surowca wykazuje statystycznie istotny wpływ na badane właściwości, przy czym procentowy poziom tego wpływu jest na ogół niższy niż wpływ innych czynników nie analizowanych w trakcie badań.

Słowa kluczowe

LVL PSL pine veneer mechanical properties physical properties

LVL PSL fornir sosnowy właściwości wytrzymałościowe właściwości fizyczne

Wydawca

Wydawnictwo Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie

Czasopismo

Annals of Warsaw University of Life Sciences - SGGW. Forestry and Wood Technology

Rocznik

2024

Tom

No. 125

Strony

23--27

Opis fizyczny

Bibliogr. 60 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Bączek Paweł

Faculty of Wood Technology, Warsaw University of Life Sciences – SGGW

autor

Borysiuk Piotr

Department of Technology and Entrepreneurship in Wood Industry, Institute of Wood Sciences and Furniture, Warsaw University of Life Sciences – SGGW

Bibliografia

1. ALAMSYAH E.M., DARWIS A., SUHAYA Y., SUTRISNO, MUNAWAR S.S., MALIK J., SUMARDI I., 2023: Modified grain orientation of laminated veneer lumber characteristics of three fast-growing tropical wood species. BioResources, 18 (3), 6132 - 6141.
2. ARABI M., HAZRATI M., ROSTAMPOUR-HAFTKHANI A., 2024: Performance of Laminated Veneer Lumber Panels from Fast-Growing Species with Different Layering Arrangements. BioResources 19(2), 2546-2561.
3. AYDIN I., ÇOLAK S., ÇOLAKOĞLU G., SALIH E., 2004: A comparative study on some physical and mechanical properties of Laminated Veneer Lumber (LVL) produced from Beech (Fagus orientalis Lipsky) and Eucalyptus (Eucalyptus camaldulensis Dehn.) veneers. Holz Roh Werkst 62, 218-220.
4. BAL B.C., 2014: Some physical and mechanical properties of reinforced laminated veneer lumber. Construction and Building Materials, 68, 120-126.
5. BALDWIN R. F., 1995: Plywood and veneer-based products, manufacturing practices, (Wood technology books ser). Miller Freeman, San Francisco.
6. BAO Z., 2002: Structural composite lumber. In: APA engineered wood handbook, ed. Williamson T.G., MacGraw-Hill, Nowy Jork, USA.
7. BEDNAREK Z., PIENIAK P., OGRODNIK P., 2010: Wytrzymałość na zginanie i niezawodność kompozytu drewnianego LVL w warunkach podwyższonych temperatur. Zeszyty Naukowe SGSP, Szkoła Główna Służby Pożarniczej, (40), 5-17.
8. BORYSIUK P., 2016: Nowoczesne tworzywa drzewne materiałem budowlanym przyszłości. Biuletyn Informacyjny Ośrodka Badawczo-Rozwojowego Przemysłu Płyt Drewnopochodnych w Czarnej Wodzie, 57(3-4).
9. BORYSIUK P., KOZAKIEWICZ P., KRZOSEK S., 2023: Drzewne materiały konstrukcyjne. Wydawnictwo SGGW, Warszawa.
10. BURDURLU E., KILIC M., ILCE A. C., UZUNKAVAK O., 2007: The effects of ply organization and loading direction on bending strength and modulus of elasticity in laminated veneer lumber (LVL) obtained from beech (Fagus orientalis L.) and lombardy poplar (Populus nigra L.). Construction and Building Materials, 21, 1720-1725.
11. BUSTA H., HONESTY L., 2013: How It’s Made: Laminated Veneer Lumber and Parallel Strand Lumber. https://www.architectmagazine.com/technology/products/how-its-made-laminated-veneer-lumber-and-parallel-strand-lumber_o (access: 23.05.2024 r.).
12. BYCZEK M., BORYSIUK P., 2017: Impact of the veneer quality on the properties of the LVL. Annals of Warsaw University of Life Sciences - SGGW. Forestry and Wood Technology, 99/2017, 132-142.
13. CAI Z., ROSS R.J., 2010: Mechanical Properties of Wood-Based Composite Materials. In: Wood Handbook, Wood as an Engineering Material. General Technical Report FPL–GTR–190, Forest Products Laboratory, United States Department of Agriculture Forest Service, Madison, Wisconsin.
14. ÇAVUŞ V., ERSIN İ., 2023: Determination of Some Physical and Mechanical Properties of Parallel-strand Lumber Manufactured with Bamboo (Phyllostachys bambusoides). BioResources, 18 (4), 6802 – 6814.
15. CHUI Y., SCHNEIDER M., ZHANG H., 1994: Effects of resin impregnation and process parameters on some properties of poplar LVL. Forest Products Journal, 44 (7-8), s. 74-78.
16. CHYBIŃSKI M., POLUS Ł., 2021: Experimental and numerical investigations of laminated veneer lumber panels. Archives of Civil Engineering, 67(3).
17. CHYBIŃSKI M., POLUS Ł., SZYMKUĆ W., 2021: Zastosowanie drewna klejonego warstwowo z fornirów LVL w budownictwie. Przegląd Budowlany, 92(5-6), 44-50.
18. ÇOLAK S., ÇOLAKOĞLU G., AYDIN I., 2007: Effects of logs steaming, veneer drying and aging on the mechanical properties of laminated veneer lumber (LVL). Building and Environment, 42, 93-98.
19. DARMAWAN W., NANDIKA D., MASSIJAYA Y., KABE A., RAHAYU I., DENAUD L., OZARSKA B., 2015: Lathe check characteristics of fast growing sengon veneers and their effect on LVL glue-bond and bending strength. Journal of Materials Processing Technology, 215, 181-188.
20. EHART R.J.A., STANZL-TSCHEGG S.E., TSCHEGG E.K., 1998: Fracture characteristics of PARALLAM® PSL in comparison to solid wood and particleboard. Wood science and technology, 32, 43-55.
21. ELLIS S., DUBOIS J., AVRAMIDIS S., 2007: Determination of Parallam® macroporosity by two optical techniques. Wood and fiber science, 27, 70-77.
22. GHANI A., LEE S.H., SABARUDDIN F.A., SAIFULAZRY S.O.A., PARIDAH M.T., 2022: Laminated veneer lumber from oil palm trunk. Oil Palm Biomass for Composite Panels: Fundamentals, Processing, and Applications, 241 – 251.
23. GILBERT B. P., BAILLERES H., ZHANG H., MCGAVIN R. L., 2017: Strength modelling of Laminated Veneer Lumber (LVL) beams. Construction and Building Materials, 149, 763-777.
24. HAKKARAINEN J., 2020: LVL Handbook. Federation of the Finnish Woodworking Industries, Finland, https://woodworkingindustries.fi/.
25. HOADLEY R.B., 2000: Understanding wood. A craftsman’s guide to wood technology. The Taunton Press, Inc., USA.
26. HRÁZSKÝ J., KRÁL P., 2010: Analysis of selected mechanical properties of construction wood KVH and Parallam 2.0 E. Wood Industry/Drvna Industrija, 61(1).
27. KAWAI S., WANG Q., SASAKI H., TANAHASHI M., OHOTA C., 1993: Properties of compressed Laminated Veneer Lumber produced by steam pressing. Mokuzai-Gakkaishi (Journal of the Japan Wood Research Society), 39 (5), s. 550-554, Japonia.
28. Kawai, S., Wang, Q., Sasaki, H., Tanahashi, M., & Ohota, C. (1993). Properties of compressed laminated veneer lumber produced by steam pressing.
29. KIMMEL J., JANOWIAK J., 1995: Red maple and yellow-poplar LVL from ultrasonically rated veneer. Forest Products Journal, 45 (7-8), s. 54-58.
30. KRAM D., 2011: Drewno naturalnym surowcem współczesnego budownictwa. Czasopismo techniczne. Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej.
31. KRAM D., 2015: Materiały budowlane na bazie drewna–obecny stan wiedzy i możliwości stosowania. Przegląd budowlany, 86.
32. Li M., He M., Li Z., 2023: Size effects on the bending strength of Chinese larch pine laminated veneer lumber. European Journal of Wood and Wood Products, 81 (5), 1211 - 1222.
33. Li M., He M., Li Z., Yun X., 2024: Flexural behavior of LVL made from Australian radiata pine. Structures, 61, 106014.
34. MASSIJAYA M.Y., NUGROHO S.S., 2018: Basic properties of parallel strand lumber from oil palm trunk wastes (Elaeis guineensis Jacq.) bonded by isocyanate adhesive. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 196 (1), 012026.
35. MORADPOUR P., BEHNIA M., PIRAYESH H., SHIRMOHAMMADLI Y., 2019: The effect of resin type and strand thickness on applied properties of poplar parallel strand lumber made from underutilized species. European Journal of Wood and Wood Products, 77 (5), 811 – 819. 36. NICEWICZ D., BORYSIUK P., PAWLICKI J., 2003: Tworzywa drzewne specjalnego przeznaczenia, Wydawnictwo SGGW, Warszawa.
37. OH S., 2022: Experimental Study of Bending and Bearing Strength of Parallel Strand Lumber (PSL) from Japanese Larch Veneer Strand. Journal of the Korean Wood Science and Technology, 50 (4), 237 - 245. 38. OPACIC L., 2016: Developing simulation models to improve the production process of a parallam mill. Doctoral dissertation, University of British Columbia.
39. OZELTON E.C., BAIRD J.A., 2002: Timber designers’ manual. Blackwell Science Ltd. A Blackwell Publishing Company, UK.
40. PN-EN 14279+A1:2009 Drewno klejone warstwowo z fornirów (LVL) -- Definicje, klasyfikacja i wymagania.
41. PN-EN 310:1994 Płyty drewnopochodne -- Oznaczanie modułu sprężystości przy zginaniu i wytrzymałości na zginanie.
42. PN-EN 317:1999 Płyty wiórowe i płyty pilśniowe -- Oznaczanie spęcznienia na grubość po moczeniu w wodzie.
43. PN-EN 323:1999 Płyty drewnopochodne - Oznaczanie gęstości.
44. PU J., TANG R. C., 1997: Nondestructive evaluation of modulus of elasticity of southern pine LVL: effect of veneer grade and relative humidity. Wood and Fiber Science, 29 (3), s. 249-263.
45. QIU Z., WANG J., FAN H., LI T., 2020a: Anisotropic mechanical properties and composite model of parallel bamboo strand lumbers. Materials Today Communications, 24, 101250.
46. QIU Z., WANG J., HE H., FAN H., 2020b: First-order anisotropic beam model and failure criterion for flexural parallel bamboo strand lumbers. Construction and Building Materials, 263, 120125.
47. RAMMER D.R., ZAHN J.J., 1997: Determination of Ylinen’s parameter for Parallel-Strand Lumber. Journal of Structural Engineering, 10 (123), s. 1409.
48. SASAKI H., ABDULLAHI A. A., 2016: Lumber: Laminated Veneer. In book: Reference Module in Materials Science and Materials Engineering
49. SHUPE T. F., HSE C. Y., GROOM L. H., CHOONG E. T., 1997: Effect of silvicultural practice and veneer grade lay-up on some mechanical properties of loblolly pine LVL. Forest Products Journal, 47 (9), s. 63-69.
50. STARK N.M., CAI Z., CARLL C., 2010: Wood-based composite materials panel products, glued-laminated timber, structural composite lumber, and wood–nonwood composite materials. Wood handbook: wood as an engineering material, 1, 11-20.
51. STEPINAC M., RAJČIĆ V., HUNGER F., VAN DE KUILEN J.W.G., 2016: Glued-in rods in beech laminated veneer lumber. European Journal of Wood and Wood Products, 74 (3), 463 - 466.
52. SZEŁEMEJ Z., TOMUSIAK A., 1995: Metoda wytwarzania, właściwości i zastosowanie materiału Parallam PSL. 9 Konferencja Naukowa WTD SGGW „Technologie wyrobów z drewna i materiałów drewnopochodnych dla budownictwa”. Warszawa 14.11.1995 r. 53. VLADIMIROVA E., GONG M., 2022: Veneer-based engineered wood products in construction. Engineered Wood Products for Construction. IntechOpen.
53.VLADIMIROVA E., GONG M., 2022: Veneer-based engineered wood products in construction. Engineered Wood Products for Construction. IntechOpen.
54.WANG B. J., DAI CH., 2013: Development of structural laminated veneer lumber from stress graded short-rotation hem-fir veneer. Construction and Building Materials, 47, 902-909.
55.WHITE R.H., 2000: Charring rate of Composite Timber Products. In: The proceedings of Wood and Fire Safety 2000 (part one), ed. Osvald A., Technical University of Zvolen, Slovakia.
56.YOUNGQUIST J. A., 1978: Production and marketing opportunities for parallel –laminated veneer products. Reprint from Proceedings of the sixth Plywood Clinic, Portland Oregon, March 1978.
57.ZANG H., CHUI Y., SCHNEIDER M., 1994: Compression control and its significance in the manufacture and effects on properties of poplar LVL. Wood Science and Technology, 4, s. 285 – 290.
58.ZHOU K., LI H., HONG C., ASHRAF M., SAYED U., LORENZO R., CORBI I., CORBI O., YANG D., ZUO Y., 2021: Mechanical properties of large-scale parallel bamboo strand lumber under local compression. Construction and Building Materials, 271, 121572.
59.ZHOU K., REN Z., SHUOSUN C., NA B., 2022: The study on glue-applying methods and hot-pressing technology of parallel strand lumber. Wood Research, 67 (4), 661 – 670.
60.MORADPOUR P., BEHNIA M., PIRAYESH H., SHIRMOHAMMADLI Y., 2019: The efect of resin type and strand thickness on applied properties of poplar parallel strand lumber made from underutilized species. European Journal of Wood and Wood Products (2019) 77:811–819.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-959fc99e-1a40-4545-a50b-0c7fc495b89a