Så blir träbyggnader mer hållbara
Årsringarna i ett träd talar inte bara om hur gammalt det är, de visar även hållfasthet och styvhet hos trä. Att bygga i trä presenteras som en metod med låg miljöpåverkan, även för riktigt höga hus. Korslimmat trä används mer och mer, men eftersom det bara funnits i tjugo år behövs forskning för att studera hur materialet beter sig över tid.
Ett nytt projekt från Linnéuniversitetet har fått 3 miljoner kronor från Formas för att studera träets mekaniska egenskaper med hjälp av såväl datormodeller som avancerade experiment. Resultaten ska ge viktiga vetenskapliga underlag till användandet av korslimmat trä i byggnader.
Plywood är ett välkänt skivmaterial, uppbyggt av ett antal lager av tunna träfanér (lameller) som läggs med korsvis fiberriktning, limmas och pressas samman. Det gör skivan hållfast och formstabil, och därmed användbar i allt från möbler till båtar och byggnader.
Avancerade beräkningar av träets egenskaper
Korslimmat trä (cross laminated timber; CLT) är som plywood i större skala – minst tre skikt av massiva träskivor med en tjocklek på mellan 12 och 45 mm. CLT används för att tillverka hela konstruktionselement som bjälklag och väggar till byggnader och blir allt mer populärt. Samtidigt har det bara funnits i tjugo år och behovet av forskning inom området är därför stort. Dimensioneringar baseras i huvudsak på experiment, men avancerade, datoriserade beräkningsmodeller saknas. Därför är det nya projektet ”Tryck vinkelrätt fiberriktningen i korslimmade träprodukter” av stor vikt för byggindustrin.
– Vi vill bidra till utvecklingen av konstruktionskriterier för korslimmat trä genom forskning som ökar den vetenskapliga kunskapsbasen. Speciellt kommer vi att undersöka hur själva materialets egenskaper påverkar den prestanda som produkterna har när de används i träkonstruktioner, säger Thomas Bader, lektor vid institutionen för byggteknik och projektledare.
Trä är ett byggmaterial med exceptionella mekaniska egenskaper. Trämaterialet i en stock består till 70 % av hålrum, belägna i mitten av träfibrerna (cellerna), samtidigt som cellväggarna har hög hållfasthet. En annan viktig faktor för hur trä beter sig när det belastas är årsringarna.
Hållbara byggnader i trä
Målet med projektet är att utveckla en datoriserad beräkningsmodell som beskriver sambandet mellan egenskaperna och beteendet hos materialet trä och vad som händer med korslimmat trä som utsätts för tryck vinkelrätt mot fiberriktningen. Praktiska experiment med ett avancerat system för mätning av deformationer vid belastning ska ge bekräftelse, validering och kalibrering av modellen.
– Med hjälp av modellen kan vi undersöka hur korslimmade träprodukter påverkas av lamellerna, till exempel antal, tjocklek och orientering, av materialets egenskaper, till exempel årsringsmönster, och av last- och upplagsförhållanden. Vår forskning om sambandet mellan CLT-produkters uppbyggnad och funktion skapar värdefull kunskap som ska kunna leda till bättre dimensionering och utformning av hållbara träkonstruktioner i framtiden, avslutar Thomas Bader.
Projektet stöds av Formas, Forskningsrådet för miljö, areella näringar och samhällsbyggande, som tilldelat det 2 946 000 kr i sin utdelning till forsknings- och utvecklingsprojekt till framtidens forskningsledare 2016.
Kontakt:
Thomas Bader, lektor vid institutionen för byggteknik, Linnéuniversitetet, 072-522 59 78, thomas.bader@lnu.se
