Effect of high-temperature drying on spruce and larch Shape stability, mechanical properties and mould growth
Författare
Summary, in Swedish
Popular Abstract in Swedish
Formstabilitet, dvs. förmågan för träet att behålla sin form, är en av de viktigaste parametrarna när trä används som byggnadsmaterial eller för andra ändamål. I allmänhet ändras träets dimensioner och form när dess fuktkvot ändras. Detta är dock inte önskvärt i konstruktioner, varför det behövs metoder som förbättrar formstabiliteten.
I denna avhandling har inverkan av högtemperaturtorkning på den omedelbara formen, men också den mer långsiktiga formstabiliteten under användningstiden studerats för svensk gran samt några lärkarter. Fokus har lagts på skevhet, då det är denna deformation som oftast leder till kassering av nordiskt virke.
Små prover har torkats vid hög temperatur (120?C och 170?C) och jämförts med lågtemperaturtorkning (80?C). Alla torkprogram, oavsett temperatur, inkluderade även basning och konditionering vid hög temperatur och luftfuktighet (98?C, 98 % relativ luftfuktighet). Effekten av inspänning (pålastning) under torkning har studerats genom att hälften av brädorna har spänts in under torkprocessen. Efter avslutad torkning fuktväxlades samtliga prover för att undersöka om den reduktion av deformationer som har åstadkommits med hjälp av inspänning är permanent. Inverkan av torkningstemperaturen på formstabiliteten hos gran har studerats och även jämförts med en industriell värmebehandlingsprocess.
Resultaten visade att högtemperaturtorkningen är ett alternativ för att torka nordiska träslag som gran och lärk. Deformationerna, speciellt skevheten, kunde effektivt minskas genom inspänning under torkningen. Formstabiliteten var permanent under varierande fuktförhållanden. Torkningstemperaturen hade dock ingen effekt på formstabiliteten. Snarlika resultat har erhållits för formstabilitet efter torkning vid 80, 120 och 170?C. Att lågtemperaturtorkat virke (80?C) hade bra formstabilitet har troligtvis åstadkommits mestadels under basning och konditionering, som utgjorde korta värmebehandlingar med uppmjukning och krypning som följd.
Brädor med stor skevhet har värmebehandlats vid 95?C för att studera möjligheten att reducera skevhet. Värmebehandlingen minskade skevheten effektivt, dock ökade skevheten något i de efterföljande fuktväxlingarna. Dessa resultat bekräftar tidigare studier i det att extremt skeva brädor kan rätas ut med hjälp av värmebehandling, då termomekanisk krypning hjälper till att få brädorna att anta den önskade formen.
Högtemperaturtorkning inverkar både på träets kemiska och fysikaliska egenskaper. Sorptionsbeteende, styvhet (statisk och dynamisk elasticitetsmodul i böjning), böjhållfasthet och slagseghet har undersökts i denna studie. Det kunde visas att styvheten är mer eller mindre oberoende av torkningstemperaturen medan böjhållfastheten minskar med ökad torkningstemperatur. Slagsegheten visade inget tydligt beroende av torkningstemperatur.
Inverkan av torkningstemperatur eller värmebehandling på mottagligheten för mögelpåväxt har också studerats. Allt artificiellt torkat virke hade snarlik mögelpåväxt, medan klimatisering av prover vid 20?C resulterade i mindre och värmebehandling i mycket mindre mögelpåväxt. Andra faktorer som påverkade mögelpåväxten var närvaro av kärn- och splintved och vilken yta som studerats, den ursprungliga torkningsytan eller en yta som erhållits genom sågning efter torkningsprocessen.
Formstabilitet, dvs. förmågan för träet att behålla sin form, är en av de viktigaste parametrarna när trä används som byggnadsmaterial eller för andra ändamål. I allmänhet ändras träets dimensioner och form när dess fuktkvot ändras. Detta är dock inte önskvärt i konstruktioner, varför det behövs metoder som förbättrar formstabiliteten.
I denna avhandling har inverkan av högtemperaturtorkning på den omedelbara formen, men också den mer långsiktiga formstabiliteten under användningstiden studerats för svensk gran samt några lärkarter. Fokus har lagts på skevhet, då det är denna deformation som oftast leder till kassering av nordiskt virke.
Små prover har torkats vid hög temperatur (120?C och 170?C) och jämförts med lågtemperaturtorkning (80?C). Alla torkprogram, oavsett temperatur, inkluderade även basning och konditionering vid hög temperatur och luftfuktighet (98?C, 98 % relativ luftfuktighet). Effekten av inspänning (pålastning) under torkning har studerats genom att hälften av brädorna har spänts in under torkprocessen. Efter avslutad torkning fuktväxlades samtliga prover för att undersöka om den reduktion av deformationer som har åstadkommits med hjälp av inspänning är permanent. Inverkan av torkningstemperaturen på formstabiliteten hos gran har studerats och även jämförts med en industriell värmebehandlingsprocess.
Resultaten visade att högtemperaturtorkningen är ett alternativ för att torka nordiska träslag som gran och lärk. Deformationerna, speciellt skevheten, kunde effektivt minskas genom inspänning under torkningen. Formstabiliteten var permanent under varierande fuktförhållanden. Torkningstemperaturen hade dock ingen effekt på formstabiliteten. Snarlika resultat har erhållits för formstabilitet efter torkning vid 80, 120 och 170?C. Att lågtemperaturtorkat virke (80?C) hade bra formstabilitet har troligtvis åstadkommits mestadels under basning och konditionering, som utgjorde korta värmebehandlingar med uppmjukning och krypning som följd.
Brädor med stor skevhet har värmebehandlats vid 95?C för att studera möjligheten att reducera skevhet. Värmebehandlingen minskade skevheten effektivt, dock ökade skevheten något i de efterföljande fuktväxlingarna. Dessa resultat bekräftar tidigare studier i det att extremt skeva brädor kan rätas ut med hjälp av värmebehandling, då termomekanisk krypning hjälper till att få brädorna att anta den önskade formen.
Högtemperaturtorkning inverkar både på träets kemiska och fysikaliska egenskaper. Sorptionsbeteende, styvhet (statisk och dynamisk elasticitetsmodul i böjning), böjhållfasthet och slagseghet har undersökts i denna studie. Det kunde visas att styvheten är mer eller mindre oberoende av torkningstemperaturen medan böjhållfastheten minskar med ökad torkningstemperatur. Slagsegheten visade inget tydligt beroende av torkningstemperatur.
Inverkan av torkningstemperatur eller värmebehandling på mottagligheten för mögelpåväxt har också studerats. Allt artificiellt torkat virke hade snarlik mögelpåväxt, medan klimatisering av prover vid 20?C resulterade i mindre och värmebehandling i mycket mindre mögelpåväxt. Andra faktorer som påverkade mögelpåväxten var närvaro av kärn- och splintved och vilken yta som studerats, den ursprungliga torkningsytan eller en yta som erhållits genom sågning efter torkningsprocessen.
Avdelning/ar
Publiceringsår
2007
Språk
Engelska
Dokumenttyp
Doktorsavhandling
Förlag
Division of Structural Engineering, Lund Institute of Technology, Lund University
Ämne
- Building Technologies
Nyckelord
- twist
- shape stability
- Norway spruce
- mould susceptibility
- larch
- high-temperature drying
- distortion
- Technological sciences
- Teknik
- Material technology
- Materiallära
- Building construction
- materialteknik
- heat-treatment
- Byggnadsteknik
- KSTRWood
Status
Published
Handledare
ISBN/ISSN/Övrigt
- ISRN:LUTVDG/TVBK-1034/07-SE
Försvarsdatum
1 juni 2007
Försvarstid
13:15
Försvarsplats
Lecture hall A, V-building John Ericssons väg 1 Lund University Faculty of Engineering
Opponent
- Jarl-Gunnar Salin (Dr)