Limträhybrider av acetyleradbjörk och obehandlad gran : En experimentell och numerisk analys av vissamekaniska egenskaper och fuktbeteende

• Main Authors: Sjölund, Magdalena, Stenis, Nelly
• Format: Others
• Language: Swedish
• Published: KTH, Byggnadsmaterial 2019
• Subjects: Hybrider; trämodifiering; acetylering; björk; limträ; Engineering and Technology; Teknik och teknologier
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-255272

I Sverige finns en lång tradition kring användandet av trä för konstruktionsändamål. I den storskaligabyggindustrin har det dock kommit att handla mycket om stål och betong och detta gäller inteminst för konstruktioner utomhus såsom broar. I träkonstruktioner har speciellt infästningarna storbetydelse då dessa är svåra att skydda från fukt, vilket gör att träets begränsande beständighetblir en anledning att välja andra material. Genom kemisk modifiering av trä, så kallad acetylering,kan detta beständighetsproblem lösas, dock med risk för kraftigt ökade materialkostnader. Syftetmed detta arbete var att undersöka möjligheterna kring så kallade limträhybrider av kemiskt modifieradbjörk och omodifierad gran. Tanken är att erhålla god beständighet i svårskyddade delarav en limträbalk, t.ex. vid knytpunkter, utan att behöva använda modifierat trä i hela balken.Genom att fingerskarva samman de två materialen kan det acetylerade materialet användas justintill infästningen och sedan övergå till obehandlat trä i områden som lättare kan skyddas från riskför röta med hjälp av till exempel konstruktionstekniskt träskydd. Mer specifikt handlar arbetetom att studera hur en sådan typ av hybridkonstruktion beter sig när den testas i fyrpunktsböjning.Speciellt undersöktes hur och var brottet uppkom samt balkarnas böjhållfasthet och styvhet.Dessutom undersöktes, med hjälp av småskaliga tester, hur acetyleringen av björk påverkar dessE-modul och hållfasthet.Studien är baserad på både experimentella försök och numerisk analys. Fyrpunktsböjning användesvid försök på hybridbalkarna och materialtesterna. Finita elementmetoder användes för attförutspå var brott kommer att uppstå samt hur området vid fingerskarvarna påverkas av den storaskillnaden i svällningsegenskaper mellan obehandlat trä och det mer dimensionsstabila modifieradeträet.Resultaten indikerade att den acetylerade björken hade större spridning med avseende på det undersöktamaterialegenskaperna jämfört med omodifierad björk. Testerna av hybridbalkarna visadepå stora problem kring fingerskarvarna beroende på problem vid limningen och även lokala defekter.Resultaten visade även en klar förbättring gällande balkarnas styvhet då limträbalkarnasmittpartier bestod av björk.Även de finita elementberäkningarna indikerade att brott kan förväntas i fingerskarvarna samtatt problem kan uppstå som följd av att limträet av omodifierad gran sväller vid uppfuktning ijämförelse med limträet av acetylerad björk. Vidare forskning föreslås bland annat kring utvecklingav lim som lämpar sig för såväl barr- som lövträ, obehandlat- som acetylerat material samtfingerskarvning. Resultaten av studien visar på goda utsikter att förbättra limträets styvhet ochböjhållfasthet samt en möjlighet till att lösa problem med fukt kring infästningar.