67: Bjørk i synlige konstruksjoner

Sammendrag

Forprosjektet konkluderte med at bjørk har et potensial som lamellvirke for limtre i høye fasthetsklasser. Fasthetsegenskaper, stivhet, styrkesortering og fingerskjøt-/limteknologi må imidlertid undersøkes nærmere for å dokumentere de høyere fasthetsklassene.

På bakgrunn av strekktesting av ca. 1200 limtrelameller av nordisk bjørk, anbefa-les det å definere to egne fasthetsklasser, LTB 34 og LTB 25. Dette skyldes at de påviste egenskapene hos nordisk bjørk ikke er i overensstemmelse med angitte egenskaper i EN 338 for D-klassene (“hardwood species”). Dette gjelder spesielt forholdet til densitet.

Anbefalte verdier for limtrelameller av bjørk, fasthetsklasse LTB 34 og LTB 25:

Fasthetsklasse LTB 34 oppnås ved visuell sortering av bjørkelameller iht. sorteringsklasse T3. Fasthetsklasse LTB 25 oppnås ved visuell sortering av bjørkelameller iht. sorteringsklasse T1 (T1 + T2). Tallet i klassebetegnelsene angir de respektive klassenes karakteristiske strekkfasthet.

Liming av bjørkelameller med godkjente limtyper for bartresorter oppviser en annen yteevne brukt på lauvtre som har høyere densitet.

Ved produksjon av limtrebjelker i bjørk, er det nødvendig å finne et passende lim. I innledende tester ble ni limtyper som er godkjent for bruk ved liming av granlameller, testet med hensyn til mulig bruk i liming av bjørkelameller til limtrebjelker. To av de testede limsortene ble valgt: Et MUF-lim og et EPI-lim. PRF-lim ble ikke valgt pga. den mørke fargen, som ikke tilfredsstiller kundenes krav om en lys, usynlig limfuge. Epoxy-limet besto også testen, men er normalt brukt kun ved reparasjoner og ikke til produksjon pga. limets høye kostnad. Polyurethansystemene overbeviste ikke i denne gjennomføringen med bjørk.

De to valgte limtypene ble brukt til å produsere fingerskjøter. To fingerlengder ble prøvd: 15 mm og 30 mm. Dessuten ble to styrkenivåer testet: T1 og T3. De produserte fingerskjøtene ble testet mht. bøye- og strekkstyrke. Produksjon av fingerskjøter er en utfordring inntil alle nødvendige parametere er fastslått. Her er for eksempel følgende viktig: Trykk, lukketid, maskinelt utstyr, valg av lim, fingerprofil etc.

Resultatene av flere testserier tilsier at det er mulig å produsere pålitelige fingerskjøter av bjørk med tilstrekkelig styrke.

Avslutningsvis ble det produsert 14 limtrebjelker av bjørkelameller.

Verdiene er omregnet til et referansetverrsnitt lik 150 mm x 600 mm.

En forutsetning for å benytte de anbefalte verdiene, er at bjelkeoppbygning, fast-hetsklasser og limtyper er identiske med hva som er anvendt i dette prosjektet.

Limtre produsert etter disse forutsetninger anbefales kun benyttet i Klimaklasse 1 eller Klimaklasse 2, se NS 3470-1, pkt. 11.1.4 (eventuelt Service class 1 eller Service class 2 angitt i EN 1995-1-1:2004 pkt. 2.3.1.3).

Summary

A pre-study concluded that birch has potential as a laminate material in high strength glulam. However, strength, stiffness, strength grading, finger jointing and glue technology needed to be investigated further. The aim was to document suitable high strength classes.

As a result of tensile testing ca. 1200 laminates of Scandinavian birch, two strength classes were defined: LTB 34 and LTB 25. This is due to the fact that Scandinavian grown birch does not conform to the given properties as outlined in EN 338 for
D-class (hardwood species), especially regarding density.

Recommended values for glulam lamellae of birch, strength class LTB 34 and LTB 25:

Strength class LTB 34 is determined by visual grading of birch lamellae according to class T3. Strength class LTB 25 is determined by visual grading of birch lami-nates according to class T1 + T2. The number in the class description represents the respective characteristic tensile strength.

Gluing of birch lamellae with approved adhesives for coniferous wood species performs differently when used on hardwood with a higher density.

For the purpose of producing birch glulam beams, it is necessary to find an appro-priate adhesive. In the preliminary tests, nine adhesives that are approved for the use of gluing spruce lamellae were tested regarding their possible application for gluing of birch lamellae into glulam beams. Two of the tested adhesives were chosen: A MUF- and an EPI-adhesive system. The PRF-resins were not chosen because of their dark colour, which does not meet present requirements from customers who want a light, invisible glue line. The epoxy-adhesive passed the test as well, but is normally only used for repairs and not for the production because of the high costs of the adhesive. The polyurethane-systems were found unsuitable when used with birch.

Of importance in the production of finger joints are pressure, assembly time, machine equipment, choice of adhesive and finger profile. Two finger lengths were tried out: 15 mm and 30 mm. Two strength grades were also tested: T1 and T3. The produced finger joints were tested for their bending strength and tensile strength.

The results of several test series indicate that it is possible to produce reliable birch finger joints with sufficient strength. Finally, 14 glulam beams were produced with birch lamellae with the following strength values:

Values are calculated from a cross sectional area 150 mm x 600 mm.

A condition for the use of the recommended values is that the beam construction, strength class and glue type are identical to those used in this project.

Glulam produced according to these conditions is recommended only for use in service class 1 or 2, see NS 3470-1, pkt. 11.1.4 (possibly Service class 1 or Service class 2 given in EN 1995-1-1:2004 pkt. 2.3.1.3).