Les/Wood, Vol. 67, No. 1, June 2018 15 Vol. 67, No. 1, 15-26 DOI: h9ps://doi.org/10.26614/les-wood.2018.v67n01a02 PRIMERJAVA LASTNOSTI OBLOŽENE CEMENTNO-IVERNE PLOŠČE IN POVRŠINSKO OBDELANE FURNIRNE PLOŠČE COMPARISON OF PROPERTIES OF SURFACED CEMENT-BONDED PARTICLEBOARD AND SURFACE FINISHED PLYWOOD Jure Žigon1*, Primož Habjan1 Izvleček / Abstract Izvleček: V raziskavi smo izdelali dve vrs0 oblog, namenjeni za zunanji sloj prezračevane fasade. Prvo fasadno oblogo je predstavljala cementno-iverna plošča, obložena z nizkotlačnim laminatom za oblaganje, drugo pa vlagoodporna furnirna plošča, premazana z lazurnim premaznim sistemom. Obe vrs0 fasadnih oblog smo izpostavili postopku umet- nega pospešenega staranja in temperaturnega obremenjevanja ter biotskim dejavnikom, s čimer smo simulirali pogoje realne uporabe. Spremembe klimatskih pogojev in ostali dejavniki opravljenih preskusov so vplivali bolj na obnašanje in lastnos0 površinsko obdelane furnirne plošče. Obe vrs0 kompozitov nista bili dovzetni za okužbo z glivami modrivkami in razkrojevalkami. Glede na rezultate raziskave sta tako obe vrs0 oblog primerni za uporabo v gradbeništvu kot zunanji element prezračevane fasade. Ključne besede: fasadna obloga, lesno-ploščni kompozi0, obstojnost, umetno pospešeno staranje Abstract: In this study, we produced two types of claddings, represen0ng the element of the ven0lated façade. The first façade cladding was a cement-bonded par0cleboard, surfaced with a low-pressure laminate, while the second was a waterproof plywood board, coated with a stain-coa0ng system. Both types of façade claddings were exposed to processes of ar0ficial accelerated aging and temperature cycling tests, as well as to bio0c factors, in order to simu- late the condi0ons in real use. Changes in clima0c condi0ons and other factors of the performed tests had a larger influence on the behaviour and proper0es of the surface finished plywood board. Both types of composites were not suscep0ble to infec0on with wood decay and blue-stain fungi. According to the results of the research, both types of claddings are suitable for the intended use as the outer element of a ven0lated façade. Keywords: façade covering, wood-based composites, durability, ar0ficial accelerated weathering gladko površino in z dobrimi lastnostmi za uporabo na prostem in tam, kjer se zahteva odpornost pro8 gorenju. Proizvodnja teh plošč se je začela leta 1973 v Švici, do danes so postale pomemben del moderne arhitekture (Fan et al., 2006). Tovrstne plošče vsebu- jejo od 30 % do 65 % iveri in od 25 % do 60 % mine- ralnega veziva, ter 10 % vode in dodatkov (npr. pigmentov, pospeševalcev hidracije veziva itd.). Naj- pomembnejši vrs8 lesa za izdelavo CIP sta topolovina in jelševina, vezivo visoke kakovos8 pa je t. i. port- landski cement (Nazerian et al., 2011). CIP imajo zelo dobre zvočno izola8vne lastnos8, visoko odpornost pro8 vpijanju vode, termitom, glivam in izkazujejo zelo dobro trajnost ob izpostavitvi v 2. do 4. razredu uporabe [znotraj ali pod streho (2.), mesto uporabe izdelka na prostem, nad zemljo, z (3.1) oz. brez ustre- zne konstrukcijske zaščite in na prostem (3.2), v s8ku s tlemi in/ali sladko vodo (4) (EN 335, 2013)]. CIP upo- 1 UVOD 1 INTRODUCTION Razvoj novih tehnologij in ustreznih lepil je v drugi polovici 20. stoletja povzročil razmah proiz- vodnje furnirnih, ivernih in vlaknenih plošč. Sprva so jih uporabljali predvsem za izdelavo pohištva, kas- neje pa so jih zaradi dobrih lastnos8 začeli upora- blja8 tudi v gradbeništvu. Prednos8 lesnih ploščnih kompozitov pred masivnim lesom so povezane predvsem z njihovo homogeno strukturo, dobrimi mehanskimi lastnostmi in dimenzijsko stabilnostjo (Medved, 2010). Cementno-iverna plošča (CIP, angl.: cement-bon- ded par0cleboard, CBP) je produkt z visoko gostoto, 1 Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta, Oddelek za le- sarstvo, Jamnikarjeva 101, 1000 Ljubljana, SLO * e-pošta: jure.zigon@bf.uni-lj.si; telefon: 01-320-3612 UDK 630*862.4:692.23-035.3 Izvirni znanstveni članek / Original scien8fic ar8cle Les/Wood, Vol. 67, No. 1, June 2018 Žigon, J., & Habjan, P.: Comparison of proper8es of surfaced cement-bonded par8cleboard and surface finished plywood 16 rabljajo za kri8no, za stenske in talne elemente ter kot elemente za absorpcijo zvoka (Fan et al., 2004a; Abdel-Aal, 2014). Nezdružljivost nekaterih vrst lesa (večinoma gre za listavce in tropske drevesne vrste) s cementom zaradi prisotnos8 topnih komponent v lesu (hemiceluloz in ekstrak8vnih snovi, kot so tanini, fenoli itd.), ki otežujejo hidracijo cementa, lahko omejuje prak8čno uporabnost nekaterih lesnih vrst v lesno-cementnih kompozi8h (Fan et al., 2012; Na et al., 2014). Najpomembnejši dejavniki, ki vplivajo na lastnos8 CIP, so vrsta lesa in cementa ter velikost lesnih iveri. Velik vpliv na lastnos8 plošč ima razmerje med lesom in cementom in njihova gostota (Fan et al., 2006; Nazerian et al., 2011; Abdel-Aal, 2014). Lastnos8 so odvisne od premreženja lesnih iveri, ce- menta in deleža praznih prostorov, ki se pojavijo na s8kih med osnovnimi materiali in nastanejo v času proizvodnega procesa (Fan et al., 2000; Nasser, 2014). Orientacija, velikost in oblika lesnih iveri po debelini in v prečnih smereh CIP se zelo razlikujejo. V spreminjajočih klimatskih pogojih se CIP izkaže za nestabilno, zaradi povratnih in nepovratnih spre- memb mase in dimenzij (Fan et al., 2006). Dimenzij- sko delovanje in obnašanje CIP je povezano z razporeditvijo njenih komponent (lesnih iveri in ce- menta), karbonacije (pretvorba Ca(OH)2 v cementu v CaCO3), kot tudi nesproščenih napetos8 v kompozitu, ki nastanejo med njegovo proizvodnjo (Fan et al., 2004a; Fan et al., 2004b). Sorpcijske lastnos8 in di- menzijske spremembe CIP so odvisne od rela8vne zračne vlažnos8 (RZV). Spremembe dimenzij CIP v ci- klično spreminjajoči RZV so veliko večje po debelini kot v dolžini, kar je povezano z orientacijo lesnih iveri v plošči (Fanet al., 2004c). Razvoj gliv bele in rjave trohnobe je na CIP oviran, zato so odporne pro8 gliv- nemu razkroju (Okino et al., 2005; Papadopoulos, 2008). Z namenom zaščite površine CIP pred karbo- nacijo te lahko premažemo s premazi (Fan et al., 2004a) ali pa jih obložimo z materiali za oblaganje. Furnirne plošče (FP, angl.: plywood, PW) so plošče, zlepljene iz lihega števila slojev furnirnih li- stov. Najpogostejše so FP iz bukovega, brezovega ali topolovega luščenega furnirja. Usmerjenost vlaken vsakega sloja je pravokotna glede na sosednja sloja. S tem želimo zmanjša8 vpliv dimenzijskih spre- memb lesa zaradi spreminjanja vlažnos8 lesa. Kljub usmerjanju furnirnih listov lahko pride do popušča- nja lepilnih spojev zaradi pojava napetos8 znotraj FP (Fan et al., 2009). Plošče delimo glede na lesno vrsto furnirnih listov in njihovo debelino, število slojev ter uporabljeno lepilo. Različne kombinacije naštetega nam dajo FP z različnimi lastnostmi, ki določajo, za kakšen namen je posamezna plošča primerna. V gradbene namene se izmed vseh lesnih ploščnih kompozitov najdlje uporablja prav FP (Medved, 2010). Prvotno so FP uporabljali v pohištveni indu- striji. Predvsem s pojavom vodoodpornih lepil se je raba FP razširila na področja, ki zahtevajo odpor- nejše in trajnejše elemente. FP se danes uporabljajo marsikje, kjer so neposredno izpostavljene vremen- skim dejavnikom, npr. v gradbeništvu, ladjedelni- štvu, transportu ipd. (Reinprecht et al., 2012). Dejavniki, ki predstavljajo izziv pri taki uporabi FP, so povišana vlažnost lesa, velike spremembe vlažnos8 lesa in procesi staranja. Ti lahko privedejo do defor- macij, površinskih razpok, delaminacije in razkroja (Van den Bulcke et al., 2009). Odpornost FP lahko iz- boljšamo z biocidno zaščito FP, uporabo modificira- nega furnirja, uporabo furnirja odpornejših lesnih vrst, z lepili, primernimi za zunanjo izpostavitev, s prilagojenimi načini s8skanja in s površinsko zaščito (Reinprecht et al., 2012, Mansouri et al., 2006). V tej raziskavi smo primerjali nekatere lastnos8 dveh vrst oblog, ki se uporabljata v gradbeništvu kot element prezračevane fasade. Tovrstna zasnova fa- sade objekta je v realni uporabi izpostavljena števil- nim dejavnikom, ki vplivajo na obnašanje in lastnos8 materiala, iz katerega je narejena. Za raziskavo smo izdelali dve vrs8 oblog. Osnovo prve je predstavljala komercialna CIP, na katere zunanji sloj smo dodali laminat za oblaganje. Druga obloga je bila FP višjega kakovostnega razreda, ki smo jo površinsko obdelali s komercialnim lazurnim premazom. Z namenom si- mulacije teh dveh oblog v realni uporabi smo vzorce obeh izpostavili abiotskim in biotskim dejavnikom ter ocenili, kako 8 vplivajo na njihove mehanske, fi- zikalne in odpornostne lastnos8. 2 MATERIALI IN METODE 2 MATERIALS AND METHODS 2.1 IZDELAVA FASADNIH OBLOG 2.1 MANUFACTURING OF FAÇADE CLADDINGS Prvo fasadno oblogo sta sestavljala CIP in kon- 8nuirano s8skan laminat (ang. Con8nuous Pressed Laminate, CPL) za oblaganje. Kot nosilno ploščo smo uporabili komercialno CIP proizvajalca Cetris® (pro- Žigon, J., & Habjan, P.: Primerjava lastnos8 obložene cementno-iverne plošče in površinsko obdelane furnirne plošče Les/Wood, Vol. 67, No. 1, June 2018 17 dukt Basic) debeline 10 mm. Sestavljajo jo mešanica iveri iglavcev (63 %), portlandski cement (25 %), voda (10 %) in dodatki (2 %) (Cetris, 2017). Ploščo smo ob uporabi enokomponentnega poliuretan- skega lepila Mitopur E45 (Mitol d.d.) obojestransko obložili s CPL (Melaplast GmbH), debeline 0,8 mm, temnorjavega odtenka. Za izdelavo površinsko obdelane FP smo izbrali komercialno brezovo FP (Sveza GmbH) debeline 9 mm iz sedmih slojev furnirja, zlepljenih s fenol- formaldehidnim lepilom. Najprej smo jo premazali z biocidnim pripravkom Silvanol-G-rjavi (Silvapro- dukt, d.o.o.) v dveh nanosih. Nato smo nanesli še dva sloja vodnega lazurnega premaza Exterier (Be- linka Belles, d.o.o.) v odtenku »oreh«. Obe vrs8 fasadnih oblog smo po koncu izdelave razžagali v vzorce, katerih dimenzije predpisujejo standardi oz. so potrebne za izvedbo izbranih pre- skusov. 2.1.1 Določevanje gostote 2.1.1 Determination of density Za določitev gostote fasadnih oblog smo pripra- vili 5 vzorcev dimenzij 50 mm × 50 mm, ki smo jih klima8zirali v prostoru s temperaturo 23 °C in RZV 65 %. Gostoto kompozitov smo določili gravimetri- čno, po standardu SIST EN 323 (1996). 2.1.2 Določevanje sprememb dimenzije in mase, povezanih s spremembami relativne zračne vlažnosti (RZV) 2.1.2 Determination of dimensional changes and mass associated with changes in relative humidity (RH) Spremembe dimenzij in mase fasadnih oblog, do katerih pride ob spremembi klimatskih pogojev, v katerih se nahajajo, smo določili po standardu SIST EN 318 (2004). Želene klimatske pogoje v komori smo vzpostavili z uporabo nasičenih vodnih raztopin soli (MgCl2 – 35 %, NaNO2 – 65 %, ZnSO4 – 85 %). Del vzorcev velikos8 300 mm × 50 mm smo tako iz- postavili klimatskim pogojem s temperaturo 20 °C, pri poviševanju RZV (30 %, 65 % in 85 %), drugi del vzorcev pa pri zniževanju RZV (85 %, 65 % in 35 %). Ko se masa vzorcev ni spremenila za več kot 0,1 % dnevno, smo predpostavili, da so se vzorci uravno- vesili, in izmerili njihovo dolžino, širino in debelino ter spremenili klimatske pogoje v komori. 2.2 IZPOSTAVITEV VZORCEV UMETNEMU POSPEŠENEMU STARANJU IN CIKLIČNIM OBREMENITVAM S SPREMEMBO TEMPERATURE 2.2 EXPOSURE OF THE SAMPLES TO ARTIFICIAL ACCELERATED WEATHERING AND CYCLIC TEMPERATURE-CHANGE RESISTANCE Vzorce velikos8 320 mm × 75 mm smo za 720 ur postavili v komoro za umetno pospešeno staranje (UPS, angl.: Ar0ficial accelerated weathering, AAW) z enournimi cikli. Komora ima obliko zaprte kadi, z ločenima deloma, kjer so bili vzorci izpostavljeni simuliranim pogojem ob izpostavljenos8 v zunanjo- s8, s fazami izmenjujočega razprševanja des8lirane vode (22 min), mirovanja (9 min), UV in IR sevanja (3 min), UV sevanja (21 min), zopet UV in IR sevanja (3 min) ter mirovanja (2 min). Po zaključenem UPS smo vzorce prvotnih dimenzij razžagali v vzorce za nadaljnje poskuse. Del vzorcev smo izpostavili tudi preskusu s cikli- čnim temperaturnim obremenjevanjem (CC, angl. »cold check«) (ASTM D1211, 1997). Vzorce obeh plošč (400 mm × 360 mm) smo izpostavili 20 ciklom izmenjujočih visokih in nizkih temperatur, ki so vklju- čevali po 3 ure izpostavitve temperaturi – 15 °C, po 3 ure izpostavitve temperaturi 50 °C in klima8zaciji v normalnih pogojih (23 °C, 65 % RZV). Po preteku iz- postavitve pri posamezni temperaturi smo na vsakem od vzorcev z mikrometrom in referenčno šablono na treh mes8h opravili meritve izbočenos8 oz. vbočeno- s8 površine vzorca glede na šablono. S tovrstnim pre- skusom proučujemo dimenzijsko stabilnost materiala ob nenadnih spremembah temperatur, na katero močno vplivajo spremembe, ki se v času preskusa do- gajajo tudi v površinskem sistemu. Tudi po zaključe- nem CC preskusu smo vzorce prvotnih dimenzij razžagali v vzorce za nadaljnje poskuse. 2.2.1 Ugotavljanje upogibne trdnosti 2.2.1 Determination of the bending strength V raziskavi nas je zanimalo tudi, kako na mehan- ske lastnos8 fasadnih oblog vplivajo spremembe nji- hove vlažnos8 in temperature, ter kakšen je hkraten vpliv obeh dejavnikov. Del vzorcev smo tako obrav- navali pred začetkom UPS in po njem oz. pred pre- skusom CC in po njem. Dodatne vzorce smo 24 ur namakali v vodi, 24 ur zamrzovali pri temperaturi – 15 °C oz. jih po 24 urah namakanja v vodi še 24 ur Les/Wood, Vol. 67, No. 1, June 2018 Žigon, J., & Habjan, P.: Comparison of proper8es of surfaced cement-bonded par8cleboard and surface finished plywood 18 zamrzovali. Upogibno trdnost tako pripravljenih vzorcev smo ugotovili na univerzalnem tes8rnem stroju Zwick Z005 po metodi 4-točkovnega upogiba, ki jo opisuje standard SIST EN 310 (1996). 2.2.2 Ugotavljanje sprememb lastnosti površinskih sistemov 2.2.2 Determination of changes of surface system properties Spremembe barve na ploskvah vzorcev pred UPS in po njem so enostaven indikator različnih sprememb, ki so zaradi staranja nastale v materialu, kot npr. sprememb kemijske sestave, ipd. Barvni od- tenek smo vredno8li po barvnem sistemu CIEL*a*b*. Koordinate (L*, a* in b*) pred UPS in po njem smo izmerili z op8čnim bralnikom znamke Mustek. Spre- membe barve površin vzorcev pred UPS in po njem smo izračunali po enačbi 1 (SIST EN ISO 11664-4, 2011): (1) kjer so ΔL*, Δa*, in Δb* spremembe med začet - nimi in končnimi vrednostmi L*, a*, oz. b*. Sijaj vzorcev pred UPS in po njem smo izmerili po standardu SIST EN 13722 (2004) na različnih me- s8h z instrumentom X-Rite AcuGloss TRI gloss, pri vpadnem kotu svetlobe 60°. Spremembe omočljivos8 ploskev in robov vzor- cev pred UPS in po njem smo določili z metodo merjen ja navideznega kontaktnega kota kapljic de- s8lirane vode. Meritve smo izvedli z op8čnim gonio- metrom Theta (Biolin Scien8fic Oy, Espoo, Finska). Kontaktne kote smo merili po analizi Young-Laplace, s pomočjo programske opreme (OneA9ension ver- zija 2.4 (r4931), Biolin Scien8fic). Kapljice s prostor- nino 4 μL smo nanesli na 5 različnih mest glavne ploskve oz. roba posameznega vzorca. Kapljice na površinah smo opazovali 63 s (1,3 slike na minuto), z merjenjem kontaktnih kotov pa smo začeli, ko se je kapljica ločila od dozirnika, kar se je zgodilo pri- bližno 2 s po prvem kontaktu kapljice s površino vzorca. Oprijem zaščitnega sloja laminata na obloženi CIP oz. premaznega sistema na FP smo pred UPS in po njem ter po CC obremenjevanju določili po me- todi odtrgovanja pečatov, v skladu s standardom SIST EN ISO 4624 (2004).    E L a b * * * *          2 2 2 2.3 UGOTAVLJANJE SEGREVANJA IN ODPORNOSTI PROTI VŽIGU (METODA Z GRELNO PLOŠČO) 2.3 DETERMINATION OF HEATING AND RESISTANCE AGAINST IGNITION (»HOT PLATE« METHOD) Toplotno prevodnost in odpornost fasadnih oblog pro8 vžigu smo določali s t.i. metodo grelne plošče (angl. »hot plate« - HP). Na segreto jekleno ploščo s temperaturo 350 °C smo postavili vzorec ve- likos8 100 mm × 100 mm za 10 minut. Prehajanje toplote skozi vzorec in njegovo segrevanje med me- ritvijo smo spremljali z infrardečo kamero Optris PI 160 (Optris GmbH). Kot indikator odpornos8 pro8 vžigu smo vzorcem določili izgubo mase zaradi izpo- stavljenos8 grelni plošči. Maso vzorcev smo tako iz- merili pred začetkom preskusa, takoj po zaključku preskusa in po pretečenih 24 urah ohlajanja. 2.4 DOLOČANJE ODPORNOSTI FASADNIH OBLOG PROTI GLIVAM 2.4 DETERMINATION OF FAÇADE CLADDING RESISTANCE AGAINST FUNGI 2.4.1 Določanje odpornosti proti glivam modrivkam 2.4.1 Determination of the resistance against blue-stain fungi Dovzetnost za okužbo z glivami modrivkami smo ugotavljali po modificirani standardni metodi (SIST EN 152, 2012), ki temelji na vizualnem ocenjevanju obar- vanos8 površine. Pripravili smo vzorce velikos8 50 mm × 40 mm, pri čemer v primeru obloge iz CIP tega nismo obložili z laminatom, saj prisotnost laminata na površini zagotovo ne bi predstavljala primerne pod- lage za razvoj gliv modrivk in prodor njihovih hif v no- tranjost. Vse razen ene od večjih ploskev vzorcev smo zatesnili z dvokomponentnim epoksidnim premaznim sistemom Epolor HB (Helios d.o.o., dva nanosa). Hra- nilni medij v gojišču za glivi Aureobasidium pullulans (de Barry) Arnaud [MB#101771] in Sclerophoma pit- hyophila (Corda) [MB#535309] je predstavljal koncen- trirani sladni ekstrakt (Malt Extract), z dodatkom citronske kisline, NaOH in HCl. Glivi sta 7 dni preraščali v avtoklaviranih erlenmajericah (45 min; 120 °C; 1,5 bar). Po preraščanju smo raztopini prefiltrirali, zmešali skupaj in dobili suspenzijo spor testnih gliv. V avtoklavirane Kollejeve steklenice smo vstavili filtrirni papir, dolili 15 mL suspenzije spor gliv modrivk in vsta- Žigon, J., & Habjan, P.: Primerjava lastnos8 obložene cementno-iverne plošče in površinsko obdelane furnirne plošče Les/Wood, Vol. 67, No. 1, June 2018 19 vili vzorec tako, da je bila nezatesnjena površina obrnjena navzdol. Vzorce smo za 6 tednov izpostavili glivam modrivkam. Po tem obdobju smo vzorce vzeli iz steklenic, jih prečno prežagali na pol in določili obseg obarvanja. 2.4.2 Določanje odpornosti proti glivam razkrojevalkam 2.4.2 Determination of resistance against wood- decay fungi Za določanje odpornos8 fasadnih oblog pro8 glivam razkrojevalkam smo pripravili vzorce velikos8 30 mm × 15 mm × debelina obloge, s čimer smo ne- koliko odstopali od zahtev standarda SIST EN 113 (2006), ki sicer predpisuje vzorce velikos8 50 mm × 25 mm × 15 mm. Razmerje med stranicami vzorcev smo prilagodili omejujoči dimenziji – debelini obloge. Hranilni medij v gojišču za glive je predsta- vljal krompirjev glukozni agar (PDA – DIFCO). Ko- zarce, v katerih smo pripravili gojišče, in mrežice iz umetne mase, ki so služile kot opora vzorcev na hra- nilnem gojišču in preprečevale neposreden s8k vzor- cev s hranilnim medijem, smo predhodno sterilizirali v avtoklavu (45 min; 120 °C; 1,5 bar). Ko so se kozarci ohladili, smo hranilno gojišče inokulirali z izbranimi vrstami gliv in jih postavili v klima8zirano komoro (25 °C, 85 % RZV) za 7 dni. Tudi vzorce smo avtokla- virali, nakar smo jih v sterilnih pogojih vstavili v ko- zarce in jih nato za 12 tednov izpostavili glivam raz- krojevalkam lesa Gloeophyllum trabeum in Trametes versicolor. Po izpostavitvi glivam smo vzorce očis8li, posušili v sušilniku ((103 ± 2) °C) in določili njihovo spremembo mase (Žlah8č Zupanc et al., 2017). 3 REZULTATI IN RAZPRAVA 3 RESULTS AND DISCUSSION 3.1 MEHANSKE IN FIZIKALNE LASTNOSTI FASADNIH OBLOG 3.1 MECHANICAL AND PHYSICAL PROPERTIES OF FAÇADE CLADDINGS 3.1.1 Gostota fasadnih oblog 3.1.1 Density of façade claddings Normalna gostota obložene CIP je znašala 1424 kg m-3, normalna gostota površinsko obdelane FP pa je znašala 676 kg m-3. Debelina vzorcev obložene CIP je bila v povprečju 11,76 mm, debelina vzorcev površinsko obdelane FP pa 9,39 mm. 3.1.2 Spremembe dimenzij in mase, povezanih s spremembo RZV 3.1.2 Changes of dimensions associated with changes in RH Spremembe dimenzij in mase vzorcev fasadnih oblog, ki so bili izpostavljeni atmosferi z različnimi RZV, so prikazane na sliki 1. Na levi strani grafikona Slika 1. Sprememba prostornine in mase vzorcev kompozitov ob spremembi RZV. Figure 1. Changes of volume and mass of the composites associated with changes in RH. Les/Wood, Vol. 67, No. 1, June 2018 Žigon, J., & Habjan, P.: Comparison of proper8es of surfaced cement-bonded par8cleboard and surface finished plywood 20 so prikazane spremembe prostornine in mase vzor- cev, ki smo jih prestavili iz prostora s srednjo RZV (65 %) v prostor z nižjo RZV (35 %), na desni strani grafikona pa spremembe prostornine in mase vzor- cev, ki smo ji prestavili iz prostora s srednjo RZV (65 %) v prostor z višjo RZV (85 %). Iz naklona krivulj, kot tudi iz razlik med posameznimi meritvami, je raz- vidno, da so spremembe prostornine in mase zaradi spremembe klimatskih pogojev pri CIP manjše kot pri FP. Spremembe prostornine vzorcev, prikazane na sliki 1, so posledica sprememb dimenzij v vseh treh smereh (debelina, širina in dolžina). Naključna hori- zontalna razporejenost in usmerjenost gradnikov v CIP je razlog za to, da so bile spremembe v dolžini in širini vzorcev skoraj podobne, medtem ko so bile spremembe debeline veliko večje. Delci lesnih iveri/vlaken imajo sicer pri enakem volumnu večji vpliv na dimenzijske spremembe CIP kot cement (Fan et al., 2004a). Podoben pojav lahko opazimo pri FP, kjer k večjemu debelinskemu nabreku plošče pri- speva sprememba debeline furnirnega lista v plošči. 3.1.3 Vbočenost in izbočenost plošč med preskusom »cold check« 3.1.3 Downward and upward deflection of boards during »cold check« testing Izbočenost oz. vbočenost vzorcev fasadnih oblog, izmerjena med preskusom CC na treh mes8h površine posameznega vzorca glede na referenčno šablono, je prikazana na slikah 2 in 3. Rezulta8 so po- kazali, da tudi temperatura vpliva na dimenzijske spremembe materiala. Izmerjene spremembe di- menzij, ki so se pojavile pri posamezni plošči zaradi spremembe temperature v okolici, so pokazale, da je obložena CIP bolj stabilna od površinsko obdelane FP. Razlog za to sta vrsta in velikost gradnikov, iz katerih sta plošči narejeni. Znano je, da imajo lesne iveri/vlakna manjši koeficient termičnega raztezka kot cement (Frangi & Fontana, 2003). V CIP cement predstavlja dovolj velik del kompozita, da lesna vlakna niso imela tako velikega vpliva na obnašanje vzorcev ob spremembah temperature okolice. Furnir, ki v večjem deležu tvori FP ploščo, pa je ob spre- membi temperature povzročil njeno večje dimenzij- sko delovanje. 3.1.4 Upogibna trdnost 3.1.4 Bending strength V preglednici 1 in na sliki 4 so prikazane vred- nos8 elas8čnega modula in upogibne trdnos8 fasad- nih oblog pred preskusom CC in po njegovem zaključku oz. pred UPS in po njem, 24 urnem nama- kanju v vodi, 24 urnem zamrzovanju in po 24 urnem namakanju v vodi z dodatnim 24 urnim zamrzova- njem. Ugotovili smo, da se je po 24 urah namakanja v vodi masa obložene CIP povečala za 11,53 %, masa površinsko obdelane FP pa za 10,43 %. Upogibna trdnost obložene CIP je bila nižja od upogibne trdno- s8 FP (Preglednica 1). Velik vpliv na upogibno trdost kompozitov ima vrsta, velikost, razporejenost oz. Slika 2. Vbočenost in izbočenost plošč vzorcev obložene CIP med preskusom CC v različnih točkah merjenja. Figure 2. Downward and upward deflec0on of surfaced CBP during CC tes0ng at different points of measurement. Slika 3. Vbočenost in izbočenost plošč vzorcev površinsko obdelane FP med preskusom CC v različnih točkah merjenja. Figure 3. Downward and upward deflec0on of coated PW during CC tes0ng at different points of measurement. Žigon, J., & Habjan, P.: Primerjava lastnos8 obložene cementno-iverne plošče in površinsko obdelane furnirne plošče Les/Wood, Vol. 67, No. 1, June 2018 21 usmerjenost njihovih gradnikov. K upogibni trdnos8 obložene CIP je največ prispeval laminat za oblaga- nje, ki se je nahajal na zunanji strani kompozita. Upogibna trdnost same nosilne CIP je v povprečju namreč znašala 11,97 MPa. K višji upogibni trdnos8 FP je v veliki meri prispevala njena slojnata zgradba iz med seboj križno usmerjenih slojev furnirja in pri- sotnost fenol-formaldehidnega lepila v spojih med furnirji. Pri obeh kompozi8h je po zaključenem CC preskusu in UPS prišlo do zmanjšanja upogibne trdnos8 in modula elas8čnos8 pri upogibu. Izmenje- vanje temperature med CC preskusom je bolj nega- 8vno vplivalo na upogibno trdnost obložene CIP (Preglednica 1). Postopek UPS, pri katerem pride do navlaževanja in sušenja vzorcev, je na oba kompozita vplival podobno. Namakanje obložene CIP v vodi ni povzročilo tolikšnega zmanjšanja upogibne trdnos8 kot UPS, saj voda ni prodrla preko njenega celotnega preseka, kar je bilo opazi8 na prečnem prerezu vzor- cev po namakanju. Namakanje FP v vodi je bolj vpli- valo na njeno upogibno trdnost, kar je verjetno posledica prodora vode in nabreka vzorcev na robo- vih. Vpliv zamrzovanja na upogibno trdnost kompo- zitov je bil manjši kot vpliv namakanja. Dodatno za- mrzovanje namočenih vzorcev ni dodatno znižalo upogibne trdnos8 obeh oblog. 3.1.5 Hitrost segrevanja in odpornost proti vžigu (metoda z grelno ploščo) 3.1.5 Rate of heating and resistance against ignition (»hot plate« method) Slika 4 prikazuje spremembo mase vzorca CIP pred začetkom preskusa z metodo z grelno ploščo, takoj po zaključku preskusa in po dodatnih 24 urah ohlajanja. Ob postavitvi vzorca obložene CIP in po- vršinsko obdelane FP na grelno ploščo je pri obeh prišlo do pojava tlenja materiala ob prisotnos8 dima. Na strani obložene CIP, ki je bila v s8ku z grelno ploščo, je laminat za oblaganje delno poogle- nel, medtem ko je lepilni spoj PU lepila popolnoma razpadel. Vendar je bila izguba mase občutno nižja, kot pri površinsko obdelani FP. Pri tej je izpostavljeni sloj furnirja popolnoma pooglenel, kar je predsta- vljalo skoraj pe8no izgubljene prvotne mase vzorca. Prehod toplote skozi obloženo CIP je bil nekoliko po- časnejši, kot pri površinsko obdelani FP. Maksimalna temperatura ploskve, ki ni bila v s8ku z grelno plo - ščo, je po 10 minutah segrevanja pri slednji znašala 143 °C, pri obloženi CIP pa 89,1 °C (preglednica 2). Zračni žepi, ki so se v laminatu za oblaganje pojavili med segrevanjem zaradi njegovega razslojevanja, so namreč nekoliko upočasnili prehod toplote po pre- seku tega kompozita. Preglednica 1. Upogibna trdnost kompozitov pred izpostavitvijo različnim vplivom in po njej. Table 1. Bending strength of the composites before and a!er exposure to different impacts. * V oklepajih so prikazane vrednos0 standardnega odklona. Kompozit Obdobje meritve E modul [MPa] Upogibna trdnost [MPa] Obložena cementno- iverna plošča Normalna klima 8660 (860,8) 48,92 (11,2) Po CC 7760 (100,2) 45,25 (1,3) Po UPS 6198 (586,8) 38,96 (5,5) 24 ur v vodi 7818 (392,4) 44,73 (2,9) 24 ur zamrzovanje 9054 (117,7) 50,07 (2,4) 24 ur v vodi + 24 ur zamrzovanje 8166 (202,2) 47,12 (1,5) Površinsko obdelana furnirna plošča Normalna klima 10214 (228,0) 85,85 (1,3) Po CC 9766 (97,1) 84,65 (3,5) Po UPS 9656 (535,0) 67,21 (7,1) 24 ur v vodi 7222 (433,1) 62,59 (6,6) 24 ur zamrzovanje 9942 (587,5) 78,19 (10,2) 24 ur v vodi + 24 ur zamrzovanje 7544 (537,9) 62,69 (2,9) Slika 4. Izguba mase kompozitov takoj po izvedbi in 24 ur po preskusu z metodo grelne plošče (HP). Figure 4. Mass loss of the composites immediately a!er and 24 hours a!er »hot plate« (HP) method tes0ng was performed. Les/Wood, Vol. 67, No. 1, June 2018 Žigon, J., & Habjan, P.: Comparison of proper8es of surfaced cement-bonded par8cleboard and surface finished plywood 22 3.2 SPREMEMBE LASTNOSTI POVRŠINSKIH SISTEMOV 3.2 CHANGES OF SURFACE SYSTEM PROPERTIES 3.2.1 Barva in sijaj površine 3.2.1 Colour and gloss of the surface Sprememba barve laminata za oblaganje s tem- norjavim odtenkom, s katerim je bila obložena CIP, je v primerjavi z začetno vrednostjo komponent L*, a* in b* po postopku UPS znašala ΔE = 1,94, spre memba barve premaznega sistema na površini FP pa ΔE = 5,04. S tem se je pokazalo, da je laminat za oblaganje veliko bolj barvno obstojen (nižji ΔE) kot površinski sistem, ki ga tvorijo lazure. Barvne spremembe, ki so se zgodile na površini oblog, so bile zaznavne tudi s človeškim očesom, saj je ΔE znašal ≥ 1. Sijaj laminata pri obloženi CIP se je s postopkom UPS spremenil nekoliko bolj (za 28,0 %) kot sijaj pre- maznega sistema lazur na površini FP (za 25,3 %) (slika 5). Do sprememb barve in sijaja površin pri obeh kompozi8h je prišlo zaradi vpliva UV svetlobe, IR sevanja, sprememb temperature in RZV med po- stopkom UPS. Ti dejavniki so vplivali na lastnos8 po- limerov zunanjih slojev laminata za oblaganje oz. utrjenega filma premaznega sistema na površini FP, s čimer se je spremenila tudi morfologija površin. 3.2.2 Kontaktni koti kapljice vode 3.2.2 Water droplet contact angles Sprememba morfologije oz. povečanje hrapa- vos8 površin fasadnih oblog sta vplivala tudi na in- terakcije nanesene kapljice des8lirane vode oz. na kontaktni kot (slika 6). Nižji kontaktni kot pomeni večjo omočljivost površine. Na splošno se je prema- zni sistem na površinah FP izkazal za bolj hidrofob- nega. Kontaktni kot kapljice vode, nanesene na površino laminata pri obloženi CIP, je po postopku UPS upadel, kar je posledica spremembe morfolo- gije zaščitnega sloja. Na robovih vzorcev CIP lami- nata ni bilo, zato je bil ta že pred postopkom UPS bolj dovzeten za vpijanje kapljice des8lirane vode. Po postopku UPS se je njen kontaktni kot še zmanj- šal. Pri površinsko zaščiteni FP se je kontaktni kot ka- pljic na premazanem robu in površini po postopku UPS zvišal. Predvidevamo, da je razlog za ta pojav povečana hrapavost površin, do katere je prišlo po izpostavitvi UPS (Custódio & Eusébio, 2006; Kúdela et al., 2017). Preglednica 2. Segrevanje vzorcev kompozitov med preskusom z metodo grelne plošče (HP). Table 2. Hea0ng of the samples of the composites during the »hot plate« (HP) method test. Vrsta kompozita Čas posnetka, temperatura zgornje ploskve vzorca 0 s 150 s 300 s 450 s 600 s Cementno-iverna plošča 26 °C 67 °C 91 °C 89 °C 89 °C Furnirna plošča 31 °C 68 °C 99 °C 113 °C 143 °C Slika 5. Vrednost sijaja površine kompozitov pred UPS in po njem. Figure 5. Gloss value of the surface of the composites before and a!er AAW tes0ng. Žigon, J., & Habjan, P.: Primerjava lastnos8 obložene cementno-iverne plošče in površinsko obdelane furnirne plošče Les/Wood, Vol. 67, No. 1, June 2018 23 3.2.3 Oprijem površinskega sistema 3.2.3 Adhesion strength of the surface system Oprijem zaščitnega sloja laminata pri obloženi CIP oz. površinskega sistema na FP je po preskusu CC in UPS upadel (preglednica 3 in slika 7). V pri- meru obložene CIP je na oprijem zunanjega sloja la- minata postopek UPS vplival bolj nega8vno kot postopek CC. Pri vseh meritvah je prišlo do poruši- tve v območju med zaščitnim slojem laminata in utr- jenim lepilnim spojem odstranjenega pečata. Posto- pek UPS je na oprijem površinskega sistema FP vplival veliko bolj nega8vno kot CC preskus. Pri vzor- cih iz CC preskusa je do porušitve prišlo na s8ku med podlago in utrjenim filmom temeljnega premaza (adhezijski lom), medtem ko je pri vzorcih iz pre- skusa UPS prišlo do medslojne porušitve med fil- mom temeljnega in končnega premaza. Preglednica 3. Izmerjene vrednos0 oprijema površinskega sistema na podlago pred CC oz. UPS in po obeh vrstah preskusa. Table 3. Measured value of adhesion of the surface system on the substrate before and a!er CC or AAW tes0ng, respec0vely. * - Pojav kohezijskega loma. Vzorec Obložena CIP Površinsko obdelana FP Izmerjena napetost, oprijem [MPa] Izmerjena napetost, oprijem [MPa] Pred CC, UPS Po CC Po UPS Pred CC, UPS Po CC Po UPS 1 4,52* 4,01* 2,17* 4,93 3,97* 2,81 2 4,89* 3,51* 2,79* 4,88 4,53* 2,81 3 4,82* 3,99* 2,42* 4,31 4,35* 2,86 4 4,65* 4,15* 3,01* 4,72 4,77* 2,68 5 4,71* 4,09* 2,81* 4,36 4,72* 3,45 6 4,52* 3,04* 1,70* 4,81 4,69* 3,06 7 4,51* 3,31* 1,03* 4,68 4,15* 3,51 8 4,71* 4,08* 1,64* 4,37 4,50* 3,10 9 4,83* 3,54* 2,19* 4,62 4,96* 3,10 10 4,96* 2,81* 1,73* 4,57 4,81* 2,92 Povprečje 4,71 3,65 2,15 4,63 4,55 3,03 St. odklon 0,15 0,46 0,60 0,21 0,30 0,26 Slika 6. Časovni potek spreminjanja kontaktnega kota kapljice vode na robu in površini kompozitov pred CC in UPS ter po zaključku obeh preskusov. Figure 6. Time lapse of water droplet contact angle on the edge and surface of the composites before and a!er CC or AAW tes0ng, respec0vely. Slika 7. Oprijemna trdnost površinskega sistema kompozitov pred in po zaključku CC oz. UPS preskusa. Figure 7. Adhesion strength of the surface system of the composites before and a!er CC or AAW tes0ng, respec0vely. Les/Wood, Vol. 67, No. 1, June 2018 Žigon, J., & Habjan, P.: Comparison of proper8es of surfaced cement-bonded par8cleboard and surface finished plywood 24 3.3 ODPORNOST FASADNIH OBLOG PROTI GLIVAM 3.3 RESISTANCE OF FAÇADE CLADDINGS AGAINST FUNGI 3.3.1 Odpornost proti glivam modrivkam 3.3.1 Resistance against blue-stain fungi Preskus odpornos8 oblog pro8 okužbi z glivami modrivkami je pokazal, da glive niso prodrle v no- tranjost kompozita (nosilne plošče) in jih posledično niso obarvale (preglednica 4). Rast gliv modrivk in prodor njihovih hif v CIP je najverjetneje onemogo- čen zaradi prisotnos8 cementa, s katerim so pove- zane iveri lesa. Premazni sistem na površini FP pa je predstavljal zadostno bariero, ki je preprečevala pro- dor hif do lesa. prišlo do razkroja. V primeru obložene CIP je prišlo celo do porasta mase (v povprečju 3,6 %), kar so ugotovili tudi Okino et al. (2005) in Papadopoulos (2008). Vzorci površinsko obdelane FP so v pov- prečju izgubili 2,2 % mase. Ta vrednost nakazuje na rela8vno dobro odpornost FP, kar pa je tudi posle- dica uporabe biocidnega premaza. 4 ZAKLJUČKI 4 CONCLUSIONS Glede na rezultate raziskave sta tako obložena CIP kot tudi površinsko obdelana FP primerni za uporabo v gradbeništvu kot element obloge prezra- čevane fasade, ki se nahaja v 2., 3.1. ali 3.2. razredu uporabe (EN 335, 2013). Z izpostavitvijo preskušanih oblog različnim abiotskim in biotskim dejavnikom smo se želeli čim bolj približa8 pogojem realne upo- rabe. Test upogibne trdnos8 je pokazal, da je upo- gibna trdnost FP (85,85 MPa) višja od upogibne trdnos8 obložene CIP (48,92 MPa). Na drugi strani se je izkazalo, da se upogibna trdnost ob namakanju plošče (-27,1 %), zamrzovanju (-8,9 %) in kombinaciji obojega (-27,0 %) bolj zniža pri FP kot pri CIP (-8,6 %, 2,4 %, -3,7 %). Prav tako se je FP slabše odz- vala na spremembe RZV, saj so se njene dimenzije in masa spreminjale bolj kot pri CIP. Obe vrs8 fasad- nih oblog se pri temperaturi preskušanja nista vneli, površinsko obdelana FP (-16,7 %) pa je izgubila ne- koliko več mase kot obložena CIP (-5,4 %). Po po- stopku umetnega pospešenega staranja in temperaturnega obremenjevanja se je laminat za oblaganje na zunanjih ploskvah CIP (ΔE = 1,94) izka- Preglednica 4. Prečni prerezi kontrolnega vzorca, vzorca obložene CIP in površinsko obdelane FP po preskusu odpornos0 pro0 okužbi z glivami modrivkami. Table 4. Cross cut of the control sample, sample of the surfaced CBP and surface-finished PW a!er tes0ng of resistance against blue-stain fungi. Kontrola CIP – Prerez 1 CIP – Prerez 2 FP – Prerez 1 FP – Prerez 2 Slika 8. Sprememba mase kompozitov po izpostavitvi vzorcev glivam razkrojevalkam. Figure 8. Mass changes of the composites a!er exposure of the specimens to wood-decay fungi. 3.3.2 Odpornost proti glivam razkrojevalkam 3.3.2 Resistance against wood-decay fungi Obe vrs8 fasadnih oblog sta se izkazali za od- porni pro8 glivi bele (Trametes versicolor) in glivi rjave trohnobe (Gloeophyllum trabeum). Spre- memba mase vzorcev po preteku poskusa je bila na- mreč zanemarljivo majhna (slika 8). Izgubo mase med razkrojem, ki je manjša od 3 %, standard SIST EN 113 obravnava kot zanemarljivo, saj ni jasno, ali je tako nizka izguba mase posledica izpiranja topnih sestavin, eksperimentalne napake ali je dejansko Žigon, J., & Habjan, P.: Primerjava lastnos8 obložene cementno-iverne plošče in površinsko obdelane furnirne plošče Les/Wood, Vol. 67, No. 1, June 2018 25 zal za barvno obstojnejšega od premaznega sistema na površini FP (ΔE = 5,04). Slednji se je izkazal tudi za bolj hidrofobnega, saj smo na njem izmerili večji kontaktni kot kapljice vode tako pred postopkom umetnega pospešenega staranja kot po njem. Opri- jem premaznega sistema na FP se je po postopku UPS zmanjšal za 34,5 %, po preizkusu CC pa le za 0,4 %. Pri preizkusu oprijema laminata na CIP smo imeli težave, saj je bila že ob nanosu lepila njegova penetracija v podlago premajhna. Obe vrs8 fasadnih oblog nista dovzetni za okužbo z glivami modrivkami (na prečnem prerezu ni bilo vidnega prodora hif v oblogo) in razkrojevalkami (pri FP je bila izguba mase le 2,2 % oz. je pri CIP ni bilo). 5 POVZETEK 5 SUMMARY Wood-based panels (WBP) have been used since the beginning of the 20th century due to improved dimensional stability, mechanical proper8es and ser- vice life in comparison with solid 8mber. With deve- lopment of new types of wood composites, the means of use of WBP got numerous, including some where WBP are being exposed to outdoor condi8ons. In recent years, there is an evolving trend of using ven8lated wooden façades in private as well as public building construc8ons. The aim of this study was to assess the func8onality of two different types of WBP, used as claddings on ven8lated façade system. The first panel was a cement-bonded par8cleboard (CBP), surfaced with a low-pressure laminate. The other panel was a moisture resistant plywood (PW), treated with boric acid biocide and coated with a stain-coa8ng system. We exposed both WBP to ar8- ficial accelerated weathering (AAW), temperature cycling (CC) tes8ng and bio8c factors, in order to si- mulate the processes of real-world outdoor condi- 8ons. We conducted various experiments to test their resistance to weathering processes. Changes in rela8ve humidity had a stronger influence on the di- mensional stability of PW than CBP. Higher moisture content also affected the bending strength of PW more than that of CBP, although PW generally per- formed be9er in the bending tests. CBP proved to be more resilient to high temperatures. However, the polyurethane resin in the bondline and laminate did not withstand temperatures during the »hot plate« test, resul8ng in bondline degrada8on and laminate delamina8on. The AAW and CC tests showed that CBP is less prone to colour and gloss change than PW. On the other hand, PW performed be9er in the water droplet contact angle and adhesion tests. Neit- her wood-decay fungi nor blue-stain fungi did not af- fect either of the composites. Overall, we believe both types of WBP tested are suitable for use as clad- ding in a ven8lated façade system. ZAHVALA ACKNOWLEDGEMENTS Izvedbo raziskave je omogočila Agencija za ra- ziskovalno dejavnost RS (ARRS), s financiranjem pro- gramske skupine P4-0015 – Les in lignocelulozni kompozi8. Del raziskav je potekal tudi v okviru pro- jektov Razvoj verig vrednos8 v okviru razpisov Stra- tegije pametne specializacije; TIGR4smart. Avtorja se za pomoč pri raziskavi in pripravi prispevka zahva- ljujeta prof. dr. Mihi Humarju, prof. dr. Marku Petriču in izr. prof. dr. Sergeju Medvedu z Oddelka za lesar- stvo Biotehniške fakultete. VIRI REFERENCES Abdel-Aal (2014). Mechanical proper8es and dimensional stability of wood-cement par8cleboard from tree prunings residues of some wood species as affected by the panel density. Alexandria Sci. Exch. J., 35, 3, 215-225. ASTM D1211 (1997). Standard test method for temperature-change resistance of clear nitrocellulose lacquer films applied to wood. Cetris (2017). Cetris ® Basic. Dostopno na h9p://www.cetris.cz/en/systems/hobby/cetris-basic-board/ Custódio, J. E. P., & Eusébio, M. I. (2006). Waterborne acrylic var- nishes durability on wood surfaces for exterior exposure. Prog. Org. Coat., 56, 59-67. Fan, Z. M., Bonfield, W. P., & Dinwoodie, M. J. (2000). Dimensional instability of cement bonded par8cleboard: SEM and image analysis. Journal of materials science, 35, 6213-6220. Fan, Z. M., Bonfield, W. P., Dinwoodie, J. M., Boxall, J., & Bresse, C. M. (2004a). Dimensional instability of cement-bonded par8c- leboard: The effect of surface coa8ng. Cement and Concrete Research, 34, 1189-1197. Fan, Z. M., Bonfield, W. P., Dinwoodie, J. M., & Bresse, C. M. (2004b). Dimensional instability of cement bonded par8cleboard: con- tribu8ons to its occurrence. Wood Sci. Technol., 38, 335-347. Fan, Z. M., Dinwoodie, M. J., Bonfield, W. P., & Bresse, C. M. (2004c). Dimensional instability of cement bonded par8cleboard. Part 2: Behaviour and its predic8on under cyclic changes in RH. Wood Sci. Technol., 38, 53-68.