Mechanische Eigenschaften von Brettschichtholz hergestellt aus visuell sortierten Fichtenbrettern
Die Biegeversuche an Brettschichtholzträgern der Festigkeitsklasse GL24 und insbesondere GL28 haben gezeigt, dass spezielle Astpositionen und Asttypen die Festigkeit vom Brettschichtholz massgeblich beeinträchtigen. Viele Auswertungen und Analysen der Brettdaten und der Ergebnisse aus den Zugprüfungen haben dazu geführt, die kritischen Astparameter festzulegen und für die BSH Werke mittels Schautafeln für den Sortierer im Werk praxisnah umzusetzen. Exzentrisch angeordnete Einzeläste oder Astansammlungen, grössere Kantenäste, und Flügeläste / Schmalseitenäste sind besonders hervorzuheben. Wenn für die Festigkeitsklasse GL28k auf der Schmalseite der Bretter möglichst keine Äste zugelassen werden, und wenn für S13 und S10 im Zweifelsfall der eine oder andere Ast etwas grosszügiger ausgekappt wird, kann die Biegefestigkeit des Brettschichtholzträgers markant angehoben werden. Diese Anforderungen können mittels Schautafeln im Betrieb (Abb. 3) einfach dargestellt werden. In Bezug auf die Jahrringbreite ist die Limitierung auf 6 – 8 mm, um Bretter mit besonders geringer Rohdichte zu eliminieren, für alle Festigkeitsklassen ausreichend. Leider erlauben es die bisherigen Analysen nicht, auf die Unterscheidung von Brettern mit oder ohne Mark zu verzichten.
Bei zwei dieser Träger, die zu einem frühen Zeitpunkt des Projektes gefertigt wurden, kamen die Schautafeln mit der Umsetzung der Sortierkriterien gemäss Abb. 3 noch nicht zur Anwendung. Im Fall von Biegeträgern, hergestellt aus maschinell sortierten Brettern, liegt ein Biegeträger der Festigkeitsklasse GL24k knapp unter den Anforderungen. Aus Abb. 8 können weiter folgende Schlüsse gezogen werden: – Bei korrekter Sortierung liegen die Biegefestigkeiten der Festigkeitsklasse GL28k aus visuell sortiertem Holz über den charakteristischen Werten der Norm SNEN 14080. In vielen Fällen werden Biegefestigkeiten von weit mehr als 35 N/mm2 erzielt. Die mittlere Biegefestigkeit liegt bei 36.6 N/mm2 bei einem Variationskoeffizient von rund 18%. Der mittlere E-Modul liegt mit 12500 N/mm2 genau bei der Anforderung bei einer Streuung von 7%. – Bei korrekter Sortierung liegen die Biegefestigkeiten der Festigkeitsklasse GL24h aus visuell sortiertem Holz über den charakteristischen Werten der Norm SNEN 14080. In den meisten Fällen werden Biegefestigkeiten von mehr als 25 N/mm2 erzielt. Die mittlere Biegefestigkeit liegt bei 29.7 N/mm2 bei einem Variationskoeffizient von rund 12%. Der mittlere E-Modul liegt mit 11900 N/mm2 über der Anforderung bei einer Streuung von 8%. – Bei korrekter Sortierung liegen die Biegefestigkeiten der Festigkeitsklasse GL24k aus visuell sortiertem Holz im Bereich der charakteristischen Werte der Norm SNEN 14080. In nur wenigen Fällen werden Biegefestigkeiten von mehr als 25 N/mm2 erzielt. Die mittlere Biegefestigkeit liegt bei 27.4 N/mm2 bei einem Variationskoeffizient von rund 14%. Der mittlere E-Modul liegt mit 10900 N/mm2 im Bereich der Anforderung bei einer Streuung von 5%.
Abb. 4: Darstellung der Biegefestigkeit in Abhängigkeit des Biegemoduls für alle Biegeträger
Die Biegefestigkeit von GL28k, hergestellt aus visuell sortierten Brettern, wurde in allen ausser einem Fall erreicht. In diesem einem Fall führte ein zu grosser Kantenast (Schautafeln noch nicht umgesetzt) zu einem frühzeitigen Versagen des Biegeträgers. Unter Anwendung der im Projekt betrachteten Sortierkriterien können solche Versagen künftig vermieden werden. Für den Fall von Biegeträgern der Festigkeitsklasse GL24 mit homogenen und kombinierten Aufbauten, ebenfalls hergestellt aus visuell sortierten Brettern, erfüllen drei Träger die Anforderungen nicht.
– Bei Anwendung einer maschinellen MOESortierung der Bretter wird eine exakte Abstufung der Steifigkeit vom Brettschichtholz erzielt. Die nach Norm SNEN 14080 geforderte, charakteristische Festigkeit der Biegeträger wurde ausser für einen Träger der Festigkeitsklasse GL24k überschritten. Die mittleren E-Moduli werden in allen Festigkeitsklassen erreicht. Im Vergleich zu BSH, das aus visuell sortierten Brettern hergestellt wird, ist die Abstufung der Festigkeit und Steifigkeit genauer und die Streuung der Ergebnisse wesentlich geringer. Die maximalen Werte liegen aber unter den Festigkeiten, die erreicht werden, wenn visuelles Holz für die Fertigung der BSH Träger verwendet wird. 21