Hårdgörning av asp. Densification of aspen wood. Växjö Examensarbete nr: TD 093/2008 Martin Johansson Avdelningen för Skog & Träteknik

Institutionen för teknik och design, TD Hårdgörning av asp Densification of aspen wood Växjö 08 11 2008 Examensarbete nr: TD 093/2008 Martin Johansson Avdelningen för Skog & Träteknik

Organisation/ Organization VÄXJÖ UNIVERSITET Institutionen för teknik och design Växjö University School of Technology and Design Författare/Author(s) Martin Johansson Dokumenttyp/Type of document Handledare/tutor Examinator/examiner Examensarbete/ Diploma work Dick Sandberg Dick Sandberg Titel och undertitel/title and subtitle Hårdgörning av asp/densification of aspen wood Sammanfattning (på svenska) Hårdgörning av trä syftar till att göra materialet hårdare. Detta går att åstadkomma genom komprimering, det komprimerade materialet tenderar dock att återgå mot sin ursprungsform då materialet utsätts för fukt om ingen låsning sker. Låsningen kan ske mekaniskt i en treskiktskonstruktion som motverkar träets fuktrörelser. Dessa skivor har dock visat sig vara instabila och tidigare försök har uppvisat deformationer i form av kupning. Denna undersökning syftar till att utreda förutsättningarna för att använda komprimerad asp samt att ta fram underlag för framtagning av en kommersiell produkt. Praktiska tester har genomförts för att studera hårdhet, återfjädring och densitet hos det komprimerade virket. Vidare har treskiktsskivor tagits fram för att testa om det går att få en stabil konstruktion genom att variera tjockleken på spärrskiktet. Även skillnader i acklimatiseringstid och fuktkvotens inverkan för virkets återfjädring har studerats. Resultaten visar på att aspens hårdhet efter komprimering blir i samma nivå som bok och ask, en låg fuktkkvot vid komprimering av materialet ger en låg återfjädring, komprimerat material har en längre acklimatiseringstid till jämviktsfuktkvot och materialet går att låsa tvärs fiberriktningen i en treskiktskonstruktion. Nyckelord Hårdgjord asp, asp, Populus tremula, treskiktsskivor, radiell komprimering, återfjädring, hårdhet, acklimatisering Abstract (in English) To make wood harder it can be densified. This can be achieved by compression, the compressed material tends to return to the original shape when it is exposed to moisture fluxations and if no form of fixation occurs. The fixation can be done mechanically in a three-layer panel construction which reduce movements in the timber. These panels have been found to be unstable and previous attempts have shown deformations in form of cupping. This study aims to evaluate the conditions for using compressed aspen wood, and to provide a basis for development of a commercial product. Practical tests have been conducted to study hardness, springback and density of the compressed wood. In addition, three-layer panels have been developed to test whether it is possible to have a stable construction by varying the thickness of the buttom layer. Differences in acclimatisation time and the moisture contents effect on the springback has aslo been studied. The results show that the hardness of aspen wood after compression is in equal levels with beech and ashes, a low moisture contet provides a low springback, compressed timber have a longer time for acclimatisation and it is possible to fixate the material in the direction across the grain in a three-layer panel construction. Key Words Densified aspen wood, Populus tremula, three-layer panel, radiall compression, springback, hardness Utgivningsår/Year of issue Språk/Language Antal sidor/number of pages 2008 Svenska 44 Internet/WWW http://www.vxu.se/td ii

Förord Jag vill tacka Dick Sandberg och Girma Kifetew som hjälpt och stöttat mig under arbetes gång samt ett speciellt tack till Jonaz Nilsson som hjälpt mig med diverse praktiska moment. iii

Sammanfattning Genom att förändra vissa tekniska egenskaper hos ett träslag kan dess användningsområde breddas. En egenskap som kan förändras genom komprimering är virkets hårdhet. Att komprimera virke är en gammal metod som idag inte används kommersiellt i någon större utsträckning. Detta beror till stor del på vissa bieffekter som t.ex. dimensionsinstabilt material. Komprimerat trä kommer också vid utsättning för fukt att återfjädra i komprimeringsriktningen och den vunna hårdheten går förlorad. Denna undersökning syftar till att utreda möjligheterna för att bredda aspens användningsområde genom komprimering och fastställa tekniska data för kommande undersökningar och utvärderingar. Aspen är ett trädslag som idag används mycket sparsamt inom trämekanisk industri men är ett relativt vanligt lövträdslag i de svenska skogarna då det är attraktivt som bioenergi eller pappersmassa. Praktiska försök har genomförts för att ta reda på vilka tekniska egenskaper så som hårdhet, densitet och återfjädring komprimerad asp har. Tyngdpunkten på försöken har lagts vid att stabilisera det komprimerade virket genom att mekaniskt låsa det i en treskiktskonstruktion där tjockleken på spärrskikten kan varieras. Vidare har försök gjorts för att minska återfjädringen genom att komprimera virket vid olika fuktkvoter samt utreda skillnader i acklimatiseringstid som antas påverka treskiktskonstruktionens formstabilitet. Resultaten visar på att det komprimerade aspvirket får en hårdhet som kan liknas vid asp och bok som är trädslag som används i konstruktioner som ställer krav på hårdheten som t.ex. golv. Det går att låsa det komprimerade virket tvärs fiberriktningen i en treskiktskonstruktion, dock krävs vidare försök för att finna en konstruktion som även är stabil längs fiberriktningen. Fuktkvoten vid komprimeringen är av betydelse för hur stor återfjädringen blir. En låg fuktkvot ger en lägre återfjädring. Komprimerad asp har en längre acklimatiseringstid än okomprimerad. iv

Innehållsförteckning 1. Inledning...1 1.1 Bakgrund 1 1.2 Syfte 1 1.3 Mål 1 2. Upplägg...2 3. Teori...3 3.1 Träets uppbyggnad 3 3.2 Fuktupptagning i trä 4 3.3 Plasticering av trä 4 3.4 Komprimering av trä 4 3.4.1 Komprimeringsmetoder...5 3.4.2 Låsningsmetoder för komprimerat trä...5 3.4.3 Komprimeringsskador...7 3.5 Tidigare studie av radiell komprimering 8 3.5.1 Återfjädring...8 3.5.2 Formstabilitet hos treskiktsskivor...8 3.6 Hårdhet 9 4. Delförsök 1, tekniska egenskaper hos hårdgjord asp...10 4.1 Syfte 10 4.2 Mål 10 4.3 Material och metod 10 4.4 Resultat och diskussion 12 4.4.1 Återfjädring...12 4.4.2 Densitet...13 4.4.3 Hårdhet...14 4.5 Delslutsats 14 5. Delförsök 2, komprimeringsmetoder...15 5.1 Syfte 15 5.2 Mål 15 5.3 Material och metod 15 5.4 Resultat och diskussion 16 5.5 Delslutsats 16 6. Delförsök 3, tid för acklimatisering...17 6.1 Syfte 17 6.2 Mål 17 6.3 Material och metod 17 6.4 Resultat och diskussion 18 6.5 Delslutsats 19

7. Delförsök 4, formstabilitet hos treskiktsskivor...20 7.1 Syfte 20 7.2 Mål 20 7.3 Material och metod 20 7.4 Resultat och diskussion 21 7.5 Delslutsats 22 8. Diskussion...23 9. Slutsats...24 Bilagor Bilaga 1...II Bilaga 2... III Bilaga 3...V Bilaga 4...VII Bilaga 5... IX

1. Inledning 1.1 Bakgrund Asp är ett vanligt trädslag i de svenska skogarna och hybridasp är ett av de lövträdslag som det idag sker flest nyplanteringar av. För tillfället är det dock endast en liten del av det avverkade aspvirket som förädlas inom trämekanisk industri. Vissa kvantiteter tas om hand för panel- och möbelvirke men det mesta används som bioenergi, tändstickor eller går till pappersindustrin. Genom att förändra vissa tekniska egenskaper för aspen skulle det gå att bredda dess användningsområde och utnyttja virket bättre. En gammal metod för att öka virkets hårdhet utan att strukturen förstörs är komprimering. Metoden användes tidigt i Tyskland innan det var känt exakt hur den fungerade. Komprimerat virke gick under handelsnamn som Lignofol, Lignostone och Kunstharzschichtolz. Dock hade produkterna problem med att virket återfjädrade i komprimeringsriktningen när det utsattes för fukt. Längre fram utvecklades tekniken och återfjädringen kunde minskas med termisk och kemisk behandling (Stamm 1964). Dock har aldrig tekniken nått några större kommersiella framgångar. Ett svenskt företag tog fram en produkt av komprimerat virke vid namn Calignum under 2000-talets början, dock gick företaget senare i konkurs. Ett alternativ till de traditionella metoderna för att hindra återfjädringen är att mekaniskt låsa det komprimerade materialet genom att limma det på ett mer stabilt material i t.ex. en treskiktskonstruktion. Denna teknik har varit på prov men visat sig vara dimensionsinstabil då den utsätts för fukt. För att kunna lösa dessa problem krävs fortsatta tester för hur det komprimerade materialet uppträder, vilket detta arbete handlar om. 1.2 Syfte Syftet med detta arbete är att utvärdera förutsättningarna för att använda europeisk asp (Populus tremula) som hårdgjorts genom radiell komprimering, i konstruktioner som kräver hårda material som t.ex. golv och bänkskivor, samt ge underlag för framtagning av en kommersiell produkt. 1.3 Mål Målet är att finna lämpliga komprimeringsmetoder, fastställa hårdheten för asp som komprimerats, påvisa skillnader i tid för acklimatisering mellan komprimerad- och okomprimerad asp vid användning i 3-skiktskonstruktioner, samt att fastställa spärrskiktets tjocklek för att uppnå dimensionsstabilitet i en 3-skiktskonstruktion. 1

2. Upplägg Ett urval av tidigare genomförda studier över komprimering av trä har studerats och essensen presenteras här som en del i teoridelen. Praktiska tester har utförts som fyra olika delförsök som presenteras separat för att sedan återknytas i en gemensam slutsats. De tester som har gjorts är: 1) Bestämning av hårdhet och densitet för asp som komprimerats till 50 % av total volym. 2) Försök med komprimering vid olika fuktkvoter för att studera om det går att minska återfjädringen efter komprimering. 3) Mätning av fuktupptagning i förhållande till tiden för att se om komprimerad asp har en längre acklimatiseringstid än okomprimerad. 4) Tillverkning av treskiktsskivor för utvärdering av formstabilitet hos konstruktion med komprimerad asp. 2

3. Teori 3.1 Träets uppbyggnad Träets struktur kan delas in i två olika nivåer, en makrostruktur som går att se med blotta ögat och en mikrostruktur som kräver någon form av förstorande hjälpmedel för att åskådliggöras. Det som syns på träets tvärsnittsyta vid granskning på makroskopisk nivå är trädets årsringar, de ljusa ringarna är vårved och de mörka är sommarved. Görs en närmare avsyning av årsringarna syns det att de är uppbyggda av celler (även kallade fibrer) som i huvudsak löper i trädets längdriktning och inuti cellerna finns ett hålrum som kallas för lumen. Cellväggarna i sommarveden är tjocka och medan de är tunnare i vårveden, därmed har sommarveden en högre densitet än vårveden. Cellväggen hos en träfiber är uppbyggda av flera skikt av mikrofibriller. Dessa skikt benämns, inifrån lumen och ut som S3, S2, S1, primärvägg och mittlamell, figur 1. Det som skiljer de olika skikten åt är tjocklek och lutningen hos mikrofibrillerna. Mikrofibriller är uppbyggda av tre beståndsdelar: cellulosa, hemicellulosa och lignin. Cellulosan ger styrka och stadga medan hemicellulosan och ligninet binder samman cellulosamolekylerna. Träfibrer har tre uppgifter: stödja/bära upp trädets krona samt att transportera och förvara näringsämnen. Dessa uppgifter utförs av olika typer av fibrer (Dinwoodie 2000). Figur 1. Träfiberns uppbyggnad på mikroskopisk nivå. I skikten syns mikrofibrillens principiella orientering (Dinwoodie 2000). 3

3.2 Fuktupptagning i trä Trä är ett hygroskopiskt material, vilket betyder att det kan ta upp eller avge fukt från den omgivande luften beroende på luftens relativa luftfuktighet (RF). Detta innebär att trä hela tiden försöker nå en jämviktsfuktkvot med den omgivande luften. När träets jämviktsfuktkvot förändras inom intervallet 0 30 % kommer materialet krympa respektive svälla (Dinwoodie 2000). Detta innebär problem för användningen då det svenska inomhusklimatet varierar mellan årstiderna. Under den torraste perioden kan den relativa luftfuktigheten, i uppvärmda lokaler, vara ner mot 10 % för att sedan under sommaren gå upp till 60 %. Med dessa förändringar förändras träets jämviktsfuktkvot mellan 2 12 %. 3.3 Plasticering av trä Plasticering av trä innebär att de olika delarna i trästrukturen mjukgörs. Genom att öka materialets plasticitet minskas risken att få bestående skador vid t.ex. komprimering eller böjning. Plasticiteten hos trä kan ökas genom kemisk behandling eller upphettning till temperaturer över 90 o C. Vid kemisk behandling är vatten den vanligaste behandlingsmetoden. En ökad fuktkvot ger ett mer plastiskt trämaterial. Kollmann m.fl. (1975) beskriver dock att det är bättre att öka temperaturen än fuktkvoten för att uppnå högre plasticitet, då en låg fuktkvot (6 12 %) är önskvärd för materialets vidare användning. 3.4 Komprimering av trä Vid komprimering av trä förändras vissa materialegenskaper till sådan grad att det till en viss del blir ett helt nytt material. En del förändringar är önskvärda, så som ökad hårdhet, densitet och hållfasthet (Kollmann m.fl. 1975). Andra förändringar skapar problem som t.ex. dimensionsinstabilitet och att trä som komprimerats och inte behandlats på något sätt kommer att gå tillbaks mot sin ursprungsform efter upprepade uttorknings- och uppfuktningscykler (Blomberg m.fl. 2006) 4

3.4.1 Komprimeringsmetoder Komprimering av trä kan ske på olika sätt, t.ex. radiellt eller isostatiskt. Vid radiell komprimering placeras virkesstycket i en form som förhindrar formförändring i virkets tangentiella riktning varefter ett presstryck påläggs i radiell riktning, figur 2. Figur 2. Principskiss för radiell komprimering. Virkesstycket placeras i en jigg och ett presstryck påläggs i radiell riktning. Vid isostatisk komprimering sker pressningen med samma tryck från alla håll i t.ex. en Quintuspress, figur 3. Figur 3. Quintuspress som används för komprimering av trä i genomskärning. Virkesstycket omsluts av ett gummimembran som komprimerar virket med hjälp av oljetryck. 3.4.2 Låsningsmetoder för komprimerat trä Eftersom komprimerat trä kommer att återgå mot sin ursprungsform vid uppfuktning, d.v.s. att återfjädra, är det önskvärt att på något sätt låsa materialet i komprimerat tillstånd. Detta kan göras genom flera olika metoder som kan delas in i tre huvudtyper: mekaniskt, kemiskt och termiskt. Metoderna kan i sin tur kombineras med varandra för att uppnå bättre resultat. 5

Mekanisk låsning innebär att materialet inte kan röra på sig för att det på något sätt sitter mekaniskt inspänt. Låsa komprimerat trä kan, enligt Axel Olsson (2006), genomföras med limkonstruktioner. En sådan konstruktion kan vara en treskiktsskiva där varje skiva läggs så att riktningen på fibrerna vrids 90 o. Dessa typer av skivor används idag även för att minska fuktrörelserna i okomprimerade material. Kemisk låsning kan åstadkommas genom att virket blötläggs i ett vattenlösligt hartsämne. Efter att vätskan trängt in i träet torkas virket och komprimeras sedan under hög värme (140 150 o C). I början av processen, då kompressionen sker, har hartsen en plasticerande effekt för att senare härda och binda fibrerna med varandra. Följaktligen är det viktigt att inte förevarande torkning sker under höga temperaturer då hartsen kommer att härda i förtid. Trä som behandlas på detta sätt blir sprödare än obehandlat komprimerat trä och därför mer begränsat i sitt användningsområde (Rowell, 1987). I en amerikansk metod som kallas Compreg används fenol-formaldehyd-harts som bindande medel. Metoden avser främst skiktlimmade fanér som ibland formpressas. Då hartsen även fungerar som bindemedel mellan fanérskikten behövs inget annat lim tillsättas (Kollmann m.fl., 1975). Enligt Rowell (1987) reduceras krympning och svällning med 90 95 % hos trä som behandlats med Compreg-metoden i förhållande till obehandlat trä. Inoue m.fl. (1993) gjorde försök med en melamin-formaldehyd-harts. Försöket inriktades på att utvärdera vilken effekt olika koncentrationer av hartsen har för virkets benägenhet att återfjädra. Koncentrationen beskrevs i procent i förhållande till provbitens torra vikt. Utförandet var liknande Compreg-metoden enligt följande: Impregnering med hartsämnet till ökande koncentrationsnivåer. Torkning i rumstemperatur under 24 timmar. Gradvis uppvärmning till 105 o C under 12 timmar. Radiell komprimering och härdning under 1 timme. Genomblöttes i vatten med temperatur 20 o C och 98 o C Undersökningen visade att provbitarna med koncentrationer av melamin-formaldehyd mellan 8 10 % nästa inte återfjädrade någonting vid genomblötning i 20 o C. Vid koncentrationer mellan 25 35 % skedde ingen återfjädring vid genomblötning med vattentemperaturen 98 o C. Termisk låsning innebär att trämaterialet, under kompressionen, värms upp till sådana temperaturer att ligninet mjukgörs tillräckligt mycket för att frigöra de inre spänningar som uppkommer vid kompressionen (Rowell 1987). Staypak är ett handelsnamn för trä som utsatts för temperaturer mellan 165 och 180 o C under presstryck. Staypak och Compreg har haft väldigt små kommersiella framgångar p.g.a. höga tillverkningskostnader och begränsade användningsområden till följd av att andra egenskaper, t.ex. sprödhet, också har förändrats under processen (Stamm 1964). 6

3.4.3 Komprimeringsskador I en studie av Sandberg (1998) undersöktes hur komprimering sker samt vilka skador som uppstår i trästrukturen vid isostatisk komprimering av furu. När trä komprimeras uppstår det hellre veck i cellväggarna än att materialet spricker och kollapsar. Dessa veck uppkommer till största del i vårveden som också har den tunnaste cellväggen och följaktligen är det i vårveden som den största komprimeringen och densitetshöjning sker, figur 4. Figur 4. Den vänstra bilden visar komprimerad furu i 285 x förstorning, vårveden syns i nedre halvan och sommarveden övre halvan. Den högra bilden visar komprimerad furu efter uppfuktning i 280 x förstorning. Den volym som ej återtas, i det komprimerade materialet, efter uppfuktning beror på bestående skador (sprickor) i cellväggen. De sprickor som uppkommer är av olika typ beroende på om de finns i sommar- eller vårveden. I sommarveden uppkommer sprickorna i mittlamellen eller i S2 skiktet. Dessa sprickor följer antingen tvärsnittsformen eller utbreder sig radiellt i förhållande till lumen. I vårveden uppstår det dragbrott i cellväggen där denna har blivit utsatt för stora deformationer. Dock verkar sprickorna, både i vår- och sommarved, stanna inom en och samma cell och blir därmed begränsade. 7

3.5 Tidigare studie av radiell komprimering Den undersökning som främst har studerats är gjord av Axel Olsson (2006) vid Växjö universitet. Undersökningen är en sammanställning av tidigare försök med komprimerad furu och gran som genomfördes under 2002 och 2006. Undersökningen innefattar studier av hur obehandlat komprimerat trä återfjädrar samt formstabilitet i treskiktsskivor med slitskikt av komprimerat trä. För att låsa det komprimerade virket limmades skivor som bestod av tre stycken skikt. Skikten limmas så att fiberriktningen i det mittersta skiktet under var vinkelrätt mot ytskiktet. Detta är en metod för att minska dimensionsrörelser och som används av t.ex. olika golvtillverkare. 3.5.1 Återfjädring Den lägsta återfjädringen erhålls om presstrycket anläggs på kärnsidan av provbiten. Vidare inverkar tiden under presstryck på så sätt att längre tid under presstryck ger en lägre återfjädring. Trä som komprimeras kommer att återfjädra efter det att presstrycket släpps. Provbitar som komprimerats från 93,2 mm till 45 mm återfjädrar med ca ¼ av den komprimerade sträckan omedelbart efter att trycket släpps (tabell 1). Tabell 1. Återfjädring av komprimering förhållande till tiden. Tid efter släppt presstryck Återfjädring (%) Omedelbart (<1 min.) 26 24 timmar 34 207 veckor 44 3.5.2 Formstabilitet hos treskiktsskivor Treskiktsskivor med komprimerad furu som slitskikt och okomprimerad furu som spärrskikt uppvisar formförändringar när de utsätts för klimatvariationer. Formförändringarna uppstår främst som kupning vinkelrätt mot fiberriktningen i skivornas ytskikt. Kupning längs med fiberriktningen finns men är obetydlig. Den parameter som till största del inverkar på omfattningen av formförändringarna är förhållandet mellan de olika skiktens tjocklek. Vid konstant tjocklek för mellanskikt och hårdgjort skikt inverkar de icke hårdgjorda spärrskiktets tjocklek tydligt på 3- skiktskonstruktionens deformation. Används komprimerat material av samma träslag i både spärr och slitskiktet blir treskiktsskivan mycket stabil. Vidare verkar ett tunnare spärrskikt ge mindre deformationer. I den studerade undersökningen fanns ett försök med komprimerad gran som slitskikt och furu som spärrskikt, båda skikten hade samma tjocklek (3,3 mm). Denna skiva visade upp stora deformationer då granen inte kunde stå emot furans svällkrafter. 8

3.6 Hårdhet Hårdhet definieras enligt Kollman & Côté (1968) som en solid kropps förmåga att motstå penetrering av en annan solid kropp. Det finns flera olika sätt att mäta hårdheten för trä, vilka i stort överensstämmer med det metoder som används på andra material. Ett sätt är enligt Stamm (1964) att bestämma den kraft som krävs att trycka en stålkula med diametern 0,444 tum in i träet till halva kulans diameter. Avtrycket som efterlämnas får ytan 1 cm 2. Hårdheten blir samma sak som pålagd kraft och mäts i pound. Denna metod är endast användbar för provning av mjuka träslag då hårt virke tenderar att spricka. Den metod som används inom träindustrin idag för bestämning av hårdhet för parkett och trägolv är den Europeiska standarden EN 1534 och kallas Brinellmetoden. Brinellmetoden fungerar omvänt i förhållande till den ovan nämnda metoden beskriven av Stamm (1964). Istället för att mäta kraften trycks en stålkula med konstant kraft in i provbiten. Diametern på avtrycket som efterlämnas mäts och hårdheten kan beräknas i enheten kn/mm 2. Hårdheten varierar kraftig mellan olika trädslag samt inom samma art. Enligt Träcentrum Nässjö (2008) är hårdheten för asp 1,7 kn/mm 2 och hårdheten för ek är mellan 3,4-4,1 kn/mm 2, tabell 2. Tabell 2. Hårdhet Brinell för svenska lövträd (Träcentrum Nässjö 2008) Trädslag Hårdhet Brinell, (kn/mm 2 ) Al 1,4 Ask 3,0-4,1 Asp 1,7 Björk 2,2-2,7 Bok 2,7-4 Ek 3,4-4,1 Sälg 1,5 9

4. Delförsök 1, tekniska egenskaper hos hårdgjord asp Vid komprimering av trä förändras olika egenskaper. Vissa förändringar är önskvärda och komprimeringen syftar direkt till att åstadkomma dessa t.ex. ökad hårdhet, andra är ej önskade och försvårar användningen av materialet, t.ex. försämrad dimensionsstabilitet. 4.1 Syfte Syftet med denna undersökning är att studera vissa materialegenskaper hos asp, som komprimerats radiellt till 50 % av tvärsnittsytan, för att ge underlag för kommande användning av materialet. 4.2 Mål Målet är att ta fram värden för hårdhet, densitet och återfjädring för komprimerad asp och jämföra dessa med okomprimerad och/eller andra träslag. 4.3 Material och metod Materialet som komprimerades kom från ett och samma träd och hade en torr medeldensitet på 492 kg/m 3. Provbitarna sågades ut med stående årsringar med måtten 600*100*45 mm och konditionerades till ca 15 % fuktkvot. Vid komprimeringstillfället lades provbitarna i en fixtur som förhindrade expansion i tangentiell riktning. Komprimeringen gjordes i radiell riktning med en hydraulisk enaxlig press med ett presstryck på 21,8 MPa. Presstrycket anlades på kärnsidan. Proverna komprimerades från 100 mm till 50 mm (figur 5). Tiden under presstryck var 30 minuter. Återfjädringen bestämdes vid provbitens halva längd och mättes med skjutmått omedelbart efter släppt presstryck, samt efter 1 och 24 timmar. Figur 5. Den vänstra bilden visar provbiten i fixturen innan pålagt presstryck, den högra bilden visar provbiten efter pålagt presstryck 10

Densiteten hos provbitarna bestämdes från små provbitar som togs innan komprimeringstillfället. Proven vägdes på våg och volymbestämdes genom doppning i vatten. Densiteten för det komprimerade materialet bestämdes genom att den ursprungliga densiteten multiplicerades med kvoten mellan ursprunglig tvärsnittsyta och komprimerad tvärsnittsyta efter 24 h återfjädring, enligt följande: t ρ 2 =ρ1 t där: 1 2 ρ 1 = densitet före komprimering ρ 2 = densitet efter komprimering t 1 = tvärsnittsytans area före komprimering t = tvärsnittsytans area efter komprimering 2 Hårdheten bestämdes enligt Europeisk standard EN 1534. Provbitarna placerades på ett plant underlag med den tangentiella ytan uppåt. En 10 mm stålkula placerades på provbiten och trycktes sedan ned av en hydraulisk arm med kraften 1000 N. Maximal kraft uppnåddes efter 15 sek och låg sedan kvar under 25 sek. Tre stycken tryck gjordes per provbit. Avtrycket som stålkulan efterlämnade mättes med lupp i två riktningar, parallellt och vinkelrätt fiberriktningen och hårdheten beräknades enligt följande: HB= 2F g π D D 2 2 ( ) 1 D d 2 där: HB = hårdhet Brinell i kn/mm 2 g = tyngdkraftskonstanten, 9,81 m/s 2 π = konstanten "pi", 3,14 F = den nominella kraften (N) D = kulans diameter (mm) d = intryckets diameter (mm) 11

4.4 Resultat och diskussion Samtliga mätvärden för provbitarna gällande densitet och återfjädring finns i bilaga 1 och mätvärden gällande hårdhet finns i bilaga 2. 4.4.1 Återfjädring 24 timmar från det att presstrycket släpptes hade de åtta provbitarna i snitt återfjädrat från 50 mm till 72,3 mm. Detta är en återfjädring med 44,6 % av den komprimerade volymen, tabell 3. Tabell 3. Återfjädringen i procent av komprimerad volym i förhållande till tiden Prov Återfjädring omedelbart, <1 min (%) Återfjädring efter 1 h (%) Återfjädring efter 24 h (%) A 17,8 25,8 45,6 B 18,2 27,4 45,8 C 18,6 27,8 43,8 D 17,0 25,8 43,4 E 16,8 26,6 43,6 H 18,6 25,6 43,2 I 20,6 28,2 47,2 J 18,0 26,4 44,0 Medel 18,2 ± 1,2 26,7 ± 1,0 44,6 ± 1,4 Jämförs värdena för återfjädring med de värden som Axel Olsson (2006) erhöll i sin undersökning med komprimerad furu, tabell 1, så är återfjädringen för komprimerad asp större efter 24 h timmar men mindre omedelbart efter komprimering. Omedelbart efter komprimering hade proverna i Olssons undersökning återfjädrat med 26 % av komprimerad volym och efter 24 timmar med 34 %. Skillnaden mellan resultaten kan bero på att virket i Olsson undersökning 2006 hade en lägre fuktkvot vid komprimering vilket innebär lägre plasticitet hos träet och proverna återfjädrade därför inte lika mycket. Att proverna av furu återfjädrade mer direkt efter släppt presstryck kan ha sin förklaring i exakt när mätningen gjordes. Efter att presstrycket släpptes skedde återfjädringen mycket snabbt under den första tiden och var synligt med blotta ögat och därför kan mätvärdena avvika om inte mätningarna genomfördes på exakt samma tidpunkt. 12

4.4.2 Densitet I genomsnitt ökade densiteten för de åtta provbitarna med 38 %, från 492 kg/m³ till 681 kg/m 3. Den högsta densitet som uppnåddes var 725 kg/m 3 och den lägsta var 648 kg/m 3, tabell 4 Tabell 4. Torr densitet före och efter komprimering. Prov A B C D E H I J Medel Densitet före 487 519 497 493 465 519 499 459 492 ± 22 komp. (kg/m³) Densitet efter komp. (kg/m³) 669 712 691 688 648 725 678 638 681 ± 30 Standardavvikelsen för densiteten hos provbitarna var före komprimering ca 22 kg/m 3, efter komprimering var den högre med 30 kg/m 3. Detta beror på skillnad i återfjädringsgrad. Densiteten före komprimering får anses ligga högt över det normala värdet för asp. Holder (2001) skriver att medelvärdet för torrdensiteten hos asp är 350 kg/m 3. De höga värdena beror sannolikt på det frodvuxna virket. Virket som användes hade en medelårsringsbredd på 6,4 mm. Lövträd som växer fort får en högre densitet än de som växer långsamt (Dinwoodie 2000). Det beräknade värdet för komprimerad asp är likvärdigt eller högre än medelvärdet för tunga trädslag som ask, ek och hickory (Stamm 1964) 13

4.4.3 Hårdhet De komprimerade provbitarna hade i medelvärde en hårdhet på 3,4 kn/mm 2 vilket kan jämföras med de okomprimerade provbitarnas medelvärde på 1,8 kn/mm 2. Detta visar på en genomsnittlig hårdhetsökning med 89 %. Det högsta medelvärdet för hårdhet, 3,96 KN/mm 2, uppvisade provbit H. Provbit I hade lägst hårdhet i medeltal med 2,98 KN/mm 2, enligt tabell 5. Tabell 5, Hårdheten för komprimerad asp och okomprimerad asp. För varje provbit har tre intryck gjorts. Prov Hårdhet intryck 1 Hårdhet intryck 2 Hårdhet intryck 3 Medel (kn/mm 2 ) (kn/mm 2 ) (kn/mm 2 ) (kn/mm 2 ) A 3,86 3,44 3,31 3,54 B 3,37 2,96 4,10 3,48 C 3,57 3,25 3,07 3,30 D 2,80 2,80 4,18 3,26 E 3,07 4,02 3,13 3,41 H 4,02 4,36 3,50 3,96 I 2,91 2,85 3,19 2,98 J 3,25 3,37 3,13 3,25 Ref. 1,76 1,54 2,02 1,77 1 Ref. 1,62 1,89 1,85 1,79 2 Hårdhet medelvärde (KN/mm 2 ) 3,4 1,8 Komp. Ref. Provbit H var den provbit som hade högst densitet efter komprimering, vilket berodde på både högsta densitet innan komprimering och lägst återfjädring. Provbit I hade lägst densitet före komprimering, men låg endast 3 kg/m 2 under medelvärdet för densitet efter komprimering. Det förhållandevis låga värdet för hårdhet beror antagligen på mätfel. Runt kulans avtryck på provbitarna uppstod det ibland sprickor tvärs fiberriktningen vilket gjorde det svårt att avgöra var exakt kulans avtryck fanns i längsgående riktning. Dessa sprickor var i synnerhet påtagliga på provbit I. I en jämförelse med en golvtillverkares golv är hårdheten för komprimerad asp likvärdig den i bok- och valnötsgolv, samt strax under ask och ekgolv (Rappgo 2008). 4.5 Delslutsats Asp som komprimerats radiellt från 100 mm till 50 mm höjd vid 15 % fuktkvot återtar ca 74 % av den ursprungliga volymen 24 timmar efter släppt presstryck. Densiteten ökar i snitt med 38 %, från 492 kg/m 3 till 681 kg/m 3. Hårdheten för komprimerad asp blir i snitt 3,4 kn/mm 2 vilket är 91 % högre än snittet för okomprimerad asp. 14

5. Delförsök 2, komprimeringsmetoder Genom att genomföra själva komprimeringen på olika sätt kan det vara möjligt att minska problem så som instabilitet i materialet längre fram i användningen. 5.1 Syfte Syftet med detta försök är att undersöka om det komprimerade virkets återfjädring kan förändras genom att förändra virkets fuktkvot vid komprimeringstillfället. 5.2 Mål Målet är att finna ett samband mellan fuktkvoten hos trämaterialet under komprimeringen och återfjädringen vid uppfuktning. 5.3 Material och metod Virket som komprimerades hade en ursprunglig medeldensitet på 506 kg/m 3 och kom ifrån ett och samma träd. Ur detta virke sågades felfria provbitar med stående årsringar ut. Bitarna sågades och putsades ned till 100*70*45 mm med ±0,1 mm måttnoggrannhet. Totalt användes 16 olika provbitarna som torkades från rått ned till fyra olika fuktkvoter: 25 %; provbit 1a d 18 %; provbit 2a d 12 %; provbit 3a d 9 %; provbit 4a d Provbitarna komprimerades radiellt i en enaxlig press enligt kapitel 4.3. Återfjädringen mättes direkt efter släppt presstryck samt efter en timme, därefter torkades provbitarna i 103 ± 2 C tills de var helt torra varpå återfjädringen mättes. Efter torkning placerades bitarna i ett klimatstyrt rum med temp. 20 C och 60 % RF, vilket motsvarar tolv procents jämviktsfuktkvot i virket. Återfjädringen mättes kontinuerligt fram tills provbitarna hade acklimatiserats. Därefter placerades de i rumstempererat vatten i två dygn varpå mätning av återfjädring gjordes. Mätningen gjordes med skjutmått och mättes från en och samma punkt utsatt mitt på provbiten. 15

5.4 Resultat och diskussion Fullständiga mätvärden för återfjädringen finns i bilaga 3. Den fuktkvot som hade lägst återfjädring direkt efter komprimeringen var också den lägsta fuktkvoten i testet, 9 %, där de fyra provbitarna i medeltal återfjädrade 7 mm. Denna fuktkvot hade även den högsta återfjädringen efter blötläggning då provbitarna i medeltal återfjädrade 45,3 mm, d.v.s. återtog 95,3 % av den ursprungliga volymen efter komprimering. De provbitar som i medeltal återfjädrade mest direkt efter komprimering var de med den högsta fuktkvoten, 25 %. Dessa prov återfjädrade ca 21 mm inom den första minuten som presstrycket släpptes. Dock behöll dessa provbitar den största delen av komprimeringen efter blötläggning då de återfjädrade till 89,1 % av ursprunglig volym, figur 6. 50 45 40 Återfjädring (mm) 35 30 25 20 15 10 25 % FK 18 % FK 12 % FK 9 % FK 5 0 Under presstryck >1 min efter släppt presstryck 1 h efter släppt presstryck Efter torkning Efter uppfuktning Efter blötläggning Figur 6. Återfjädring över tiden hos provbitar av asp som komprimerats vid olika fuktkvoter, FK=fuktkvot. Resultatet visar på att den ökade plasticering som en högre fuktkvot medför ökar återfjädringen under den första tiden efter släppt presstryck. Dock avtar återfjädringen efter hand och efter blötäggning finns inga större skillnader i återfjädringsgrad hos de komprimerade proverna. 5.5 Delslutsats Fuktkvoten vid tiden för komprimering är direkt avgörande för hur stor återfjädringen blir. En hög fuktkvot innebär stor återfjädring efter släppt presstryck medan en låg fuktkvot ger låg återfjädring. Efter blötläggning ger en hög fuktkvot vid komprimering en något lägre återfjädring än en låg fuktkvot. 16

6. Delförsök 3, tid för acklimatisering För att få en dimensionsstabil konstruktion med treskiktsskivor är det av betydelse att veta hur de olika skikten tar åt sig fukt, särskilt då olika material inom samma skiva används. 6.1 Syfte Syftet är att undersöka hur vattenupptagningen över tiden hos komprimerad asp sker i förhållande till okomprimerad för att bättre förstå hur deformationer i limkonstruktioner med komprimerade och okomprimerade material uppstår. 6.2 Mål Målet är att hitta skillnader i vattenupptagningsförmåga i förhållande till vikt och volym. 6.3 Material och metod Materialet som användes var komprimerad och okomprimerad asp, alla provbitar kom från ett och samma träd och hade ca 9 % fuktkvot. Det komprimerade materialet hade komprimerats vid 9 % fuktkvot i en enaxlig press och återfjädrat till ca 66 % av ursprunglig volym enligt utförande i kapitel 4.3. Materialen torkades tills de var helt torra i 103 ±2 o C, därefter togs 6 st felfria provbitar med stående årsringar fram där 3 st var av komprimerad asp och 3st var av okomprimerad asp. Samtliga provbitar putsades till måtten 36*65*170 mm med (±0,1 mm måttnoggrannhet) och numrerades, nummer 1 3 är komprimerat material och 4 6 är okomprimerat. Proverna placerades sedan i ett klimatstyrt rum med temperaturen 20 o C 65 % RF under 54 dygn. Under tiden mättes vattenupptagningen regelbundet med hjälp av våg. 17

6.4 Resultat och diskussion Fullständiga mätvärden återfinns i bilaga 4 Försöken visar att de komprimerade provbitarna hade en större genomsnittlig vattenupptagning totalt men en lägre vattenupptagning i förhållande till vikt och volym före komprimering. Provbit 2 visade tydligast upp en förändring i fuktupptagningen då detta prov nästan hade samma totala fuktupptagning som de okomprimerade provbitarna, tabell 6. Tabell 6. Vattenupptagning för provbitar av komprimerad och okomprimerad asp som acklimatiserats i 20 o C 65 RF i 54 dygn. Provbit 1 2 3 Komp. Vattenupptagning (g) Vattenupptagning (g vatten/kg massa) Vatten-upptagning (g vatten/m³ ursprunglig volym) 25,0 87,7 41 20,4 73,6 34 24,3 88,2 40 4 20,1 95,8 68 5 20,1 94,3 68 6 Okomp. 20,0 95,1 67 Skillnaden i vattenupptagningsförmåga leder till att det okomprimerade materialet får en högre fuktkvot jämfört med det komprimerade materialet. Skillnaden i fuktkvot är tydligast i början av uppfuktningscykeln och tenderar till att minska över tiden vilket tyder på att jämviktsfuktkvoten är densamma. Detta kan ha sin förklaring i att det komprimerade materialet sväller tillbaka, figur 7. Att det komprimerade materialet inte tar åt sig lika mycket vatten i förhållande till sin vikt som det okomprimerade materialet beror på att komprimeringen i lövträ till stor del sker i kärlen som löper i longitudinell riktning (Blomberg 2006). Genom dessa kärl sker en stor del av fukttransporten i longitudinell riktning hos lövträ (Dinwoodie 2000) vilket innebär att vattenupptagningsförmågan försämras vid komprimering. Fuktkkvot (%) 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 54 Dygn Komprimerad Okomprimerad Figur 7. Förändring av fuktkvot över tiden för komprimerad och okomprimerad asp. 18

Skulle komprimerad och okomprimerad asp användas i t.ex. en treskiktskonstruktion och ges samma dimensioner innebär detta att det okomprimerade skiktet skulle uppnå sin jämviktsfuktkvot snabbare än det komprimerade skiktet. En dylik konstruktion skulle bli mycket svår att få dimensionellt stabil under en hel fuktcykel, vid en viss tidpunkt kommer det komprimerade skiktet att svälla medan det okomprimerade inte rör sig alls. Det är också troligt att skillnaderna i acklimatisering för en sådan konstruktion blir påtagligare då det komprimerade materialet är låst och inte kan återta någon större volym. 6.5 Delslutsats Komprimerad asp tar upp mer vatten över tiden än okomprimerad om båda materialen har lika stor volym. Det finns skillnader i acklimatiseringstid då den komprimerade aspen tar åt sig mindre vatten i förhållande till vikt än den okomprimerade vilket leder till längre tid innan jämviktsfuktkvot uppnås. 19

7. Delförsök 4, formstabilitet hos treskiktsskivor Genom att variera de olika skiktens tjocklek i förhållande till varandra är det enligt tidigare undersökningar möjligt att finna en stabil konstruktion för en treskiktsskiva med komprimerade och okomprimerade skikt. 7.1 Syfte Syftet med denna undersökning är att utvärdera formstabiliteten hos treskiktsskivor med slitskikt av komprimerad asp vid klimatförändring. Fokus har lagts på inverka av tjockleken hos spärrskiktet och kupigheten tvärs fiberriktningen. 7.2 Mål Målet är att finna en formstabil konstruktion med en viss tjocklek för skivans spärrskikt. 7.3 Material och metod Treskiktsskivorna bestod av ett spärrskikt, ett mellanskikt och ett slitskikt. Totalt tillverkades sex stycken färdiga skivor. Spärr- & mellanskikt tillverkades av furu med stående årsringar, materialet planhyvlades till 4 mm över färdigt mått, därefter rikthyvlades båda kanterna. Bitarna limmades sedan ihop till skivor, med måtten 400*400 mm som slutligen planhyvlades och putsades till färdigt mått. Limmet var ett PVAc baserat lim med fuktighetsklass D3. Spärrsikten gavs tre olika tjocklekar: 2, 4 och 6 mm, samtliga mellanskikt hade tjockleken 5 mm. Slitskikten tillverkades på samma sätt som spärr- och mellanskikt men materialet var komprimerad asp. Materialet hade komprimerats till 50 % av tvärsnittsytan och sedan återsvällt till ca 75 %. Tjockleken för slitskikten var 4 mm i alla skivor. Skivorna från spärr-, mellan- och slitskikt konditionerades till 9 % fuktkvot, limmades ihop med sikabond poluretanlim klass D4 och pressades med trycket 1 MPa under sex timmar. Därefter justerades alla fyra ändar och det slutliga måttet för skivorna blev 370*370 mm. På skivorna ritades ett rutmönster som gav 5 stycken mätpunkter längs fiberriktningen och 5 stycken mätpunkter vinkelrätt mot fiberriktningen. Punkterna numrerades med A, B, C, D & E där punkt C lades i centrum av ytan och fyra resterande punkter lades 90 mm från sidorna. Skivorna placerades i ett klimatstyrt skåp som höll 20 o C och 70 % RF under 40 dygn och uppnådde då en beräknad fuktkvot på 12,9 %. Efter tiden i klimatskåp lades skivorna i blöt under två dygn i rumstempererat vatten. Under tiden i klimatskåpet och efter blötläggning mättes deformationer i form av kupighet hos skivorna. Kupigheten mättes med en mätklocka över sträckan 350 mm där negativt värde indikerar konvext ytskikt och positivt indikerar konkavt ytskikt. 20

7.4 Resultat och diskussion Samtliga mätvärden återfinns i bilaga 5. Efter uppfuktning i klimatskåp uppvisade de skivor med 4 och 6 mm spärrskikt konkavt utseende på slitskiktet tvärs fiberriktningen. De två skivor med 2 mm spärrskikt uppvisade konvext utseende på slitskiktet tvärs fiberriktningen. Lägst kupighet mätt i centrumpunkten hade skivorna med 2 mm spärrskikt med ett medelvärde på -0,56 mm/350 mm, dock hade dessa skivor störst kupighet längs fiberriktningen. Störst kupighet tvärs fiberriktningen hade skivorna med 6 mm spärrskikt som uppvisade ett medelvärde på 2,33 mm/350 mm. De högsta uppmätta deformationerna uppstod i ett relativt tidigt skede och tenderade till att minska mot slutet av uppfuktningscykeln vilket syntes tydligast tvärs fiberriktningen, tabell 7. Tabell 7, Medelvärden av deformation för treskiktsskivor som utsatts för 23 o C 73 % RF klimat i 41 dygn. Negativt värde innebär konvext ytskikt och positivt innebär konkavt. Kupning tvärs fiberriktningen (mm /350 mm) Kupning längs fiberriktningen (mm /350 mm) Antal dygn i 23 o C Tjocklek spärrskikt (mm) 73 % RF klimat 2 4 6 2 4 6 1 0,05 0,92 1,47 0,24 0,22 0,21 3-0,18 1,04 1,88 0,32 0,16 0,22 6-0,31 1,11 2,18 0,46 0,13 0,24 10-0,44 1,06 2,26 0,50 0,07 0,23 13-0,44 1,04 2,44 0,52 0,06 0,27 20-0,57 0,89 2,35 0,48-0,01 0,23 27-0,61 0,95 2,30 0,48-0,01 0,22 34-0,60 0,89 2,28 0,48-0,02 0,22 41-0,56 0,89 2,33 0,49-0,02 0,23 Resultaten visar på att mellan 2 mm och 4 mm spärrskikt växlar skivorna om från konvex kupning till konkav, vilket är tunnare än slitskiktet. Detta innebär således att det komprimerade skiktet har svårt att stå emot krafterna från spärrskiktet som uppstår när materialen fuktas upp till ca 13 % jämviktsfuktkvot. Efter beredning av de komprimerade slitskikten märktes det tydligt att dessa inte hade samma styvhet som okomprimerat material och uppvisade en gummiliknande karaktär. Spärrskitkets inverkan på deformationen tvärs fiberriktningen, vid konstant mellan- och slitskikt stämmer väl överens med den studie som presenterades i kapitel 3.5. Dock verkar det som att aspen bättre kan stå emot furans svällkrafter än vad granen kunde. I Olssons undersökning 2006 uppvisade denna skiva med komprimerad gran som slitskikt och komprimerad furu som spärrskikt en kupighet på 5,51 mm/500 mm. Att skivorna tenderade att gå tillbaka i deformation tvärs fiberriktningen i slutskedet av uppfuktningscykeln kan bero på den skillnad i fuktupptagning för de olika skikten som beskrivs i kapitel 6. 21

Kupigheten som uppstod längs fiberriktningen var betydligt större än den i gjord av Olsson (2006), detta har sin förklaring i att mellanskikten i dessa försök var tjockare än både spärroch slitskikt. I undersökningen 2006 var mellanskikten 9 % tjockare än slitskikten och 25 % tunnare än spärrskikten. Resultaten är dock väldigt svårtolkade då de uppmätta skillnaderna i kupning längs fiberriktningen varierar kraftigt mellan skivorna med samma tjocklek på spärrskikten, tabell 8. Tabell 8, Deformation längs fiberriktningen för treskiktsskivor som utsatts för 23 o C 73 % RF klimat i 41 dygn. Negativt värde innebär konvext ytskikt och positivt innebär konkavt. Tjocklek spärrskikt (mm) Kupning längs fiberriktningen (mm /350 mm) Skiva 1 2 0,07 2 2 0,91 3 4 0,28 4 4-0,32 5 6 0,57 6 6-0,12 Efter blötläggning gick deformationerna tvärs fiberriktningen ned i de skivor med 4 och 6 mm spärrskikt och ökade i de med 2 mm spärrskikt. Störst deformation tvärs fiberriktningen uppvisade skiva 1 (2 mm spärrskikt) med en kupning på -3,48 mm/350 mm och lägst hade skiva 3 (4 mm spärrskikt) med -0,17 mm/350 mm, tabell 9. Tabell 9, Deformation för treskiktsskivor som blötlagts i rumstempererat vatten under 2 dygn. Negativt värde innebär konvext ytskikt och positivt innebär konkavt. Tjocklek spärrskikt (mm) Kupning tvärs fiberriktningen (mm /350 mm) Kupning längs fiberriktningen (mm /350 mm) Skiva 1 2-3,48-0,66 2 2-1,51 0,96 3 4-0,17-0,03 4 4-0,45-1,34 5 6 1,77 0,70 6 6 2,05-0,81 Resultaten efter blötläggning visar på att även här finns det en stabil konstruktion, dock med skillnaden att spärrskiktet är mellan 4 mm och 6 mm tjockt. 7.5 Delslutsats Det går att få en stabil konstruktion, tvärs fiberriktningen, i en treskiktsskiva vid uppfuktning från 9 % till 13 %. Vid konstant tjocklek av 4 mm för slitskiktet ska spärrskiktet ha en tjocklek mellan 2 och 4 mm. 22

8. Diskussion Resultaten visar på att det går att komprimera asp till en sådan grad att hårdheten blir likvärdig med andra hårda lövträdslag som bok och ask och hårdare än t.ex. vilka samtliga har ett bredare användningsområde än aspen har idag. Dock skulle tekniken kunna utvecklas ytterligare för att minska återfjädringen och därmed ta fram ännu hårdare material. De praktiska försöken visar tydliga indikationer på att en låg fuktkvot i virket är avgörande för att minimera återfjädringen precis efter att presstrycket släpps. Genom att torka virket samtidigt som det komprimeras bör resultera i en låg återfjädring med minimerade skador på cellstrukturen. Genom att minska det komprimerade materialets benägenhet att återfjädra minskas troligtvis också många problem i framtida konstruktioner Försöken med treskiktsskivorna visade att det går att stabilisera det komprimerade materialet tvärs fiberriktningen men skillnaderna i acklimatiseringstid som påvisades i kapitel 6 gör att det är svårt att finna en helt stabil konstruktion. De deformationer som syntes längs fiberriktningen hos treskiktsskivorna är väldigt svårtolkade när inget samband mellan tjockleken hos övriga skikt kunde urskiljas. Detta kan bero på att antalet skivor var för få. Det verkar nödvändigt för kommande användning att utreda mellanskitets betydelse för deformationer längs fiberriktningen hos ytskiktet. 23

9. Slutsats Asp som komprimerats radiellt till 50 % av tvärsnittytan vid ca 15 % fuktkkvot har en hårdhet på 3,48 kn/mm 2. Aspen sväller tillbaka till 44,6 % av den komprimerade volymen efter 24 h i rumsklimat, densiteten blir 681 ± 30 kg/m 3. För att få en så låg återfjädring som möjligt ska fuktkvoten i virket vara låg när presstrycket släpps. Komprimerad asp tar upp mer vatten snabbare i förhållande till volym men långsammare i förhållande till vikt än okomprimerad asp. Den komprimerade aspen har en längre acklimatiseringstid. Det går att få en stabil treskiktskonstruktion med komprimerad asp och okomprimerad furu tvärs fiberriktningen då slitskitet är 4 mm och spärrskiktet är mellan 2 och 4 mm. För att få en stabil konstruktion längs fiberriktningen krävs fortsatta försök för att utreda mellanskiktets inverkan. 24

10. Referenser Internetkällor [www]: Rappgo 2008: Produktöverblick, tillgänglig på <http://www.rappgo.se/docs/pdfer/sortiment_08_sv.pdf> hämtad den 24 juli 2008 Träcentrum Nässjö 2008: Träslagsinfo, tillgänglig på <http://www.lovtrainstitutet.se/page.asp?lngid=32&lnglangid=1 > hämtad den 6 augusti 2008 Litteratur: Blomberg J. Bengt P. & Ulf B. 2006: Effects of semi-isostatic densification on anatomy and cellshape recovery on soaking, utdrag ur Holzforschung Vol. 60 Walter de Gruyter, Berlin & New York Dinwoodie, J.M. 2000: Timber its nature and behaviour E & FN Spon, London. ISBN 0-419-25550-8 Holder, C. 2001: Populus tremuloides, trembling aspen utradrag ur A guide to usefull woods of the world Forest Products Society, Madison ISBN 1-892529-15-7 Inoue M. Shuichi K. Norimoto M. Ogata S. & Rowell R.M. 1993: Fixation of compressed wood using melamineformaldehyde resin utrdag ur Wood and Fiber Science Vol. 25 Society of Wood Science & Technology Kollman F.F.P. & Côté Jr. W. A. 1968: Principles of wood science and technology vol. 1 Solid wood Springer-Verlag, New York Kollmann F.F.P. Kuenzi E.W. & Stamm, A. J. 1975: Principles of wood science and technology vol. 2 - wood based materials Springer-Verlag; Berlin, Heidelberg & New York Ohlsson, A 2006: 3-skiktskonstruktioner med hårdgjort trä som slityta Växjö Universitet, Institutionen för Teknik & Design Examensarbete nr: TD 090/2006 Rowell, R. M. 1987: Treatments that enhance physical properties of wood U.S. Department of Agriculture, Forest Service & Forest Products, Madison 25

Stamm, A. J. 1964: Wood and cellulose science The Ronald Press Company, New York. 26

Bilagor I

Bilaga 1 Värden för återfjädring och densitet. Prov Fuktkvot (%) Årsringsbredd (mm) Densitet före komp. (kg/m³) Densitet efter komp. (kg/m³) Återfjädrning 1 (mm + 50mm) omedelbart <1 min Återfjädring 2 (mm + 50mm) efter 1 h Återfjädring 3 (mm + 50mm) efter 24 h Presstryck (MPa) A 14,6 6,4 487 669 58,9 62,9 72,8 130 B 14,9 6 519 712 59,1 63,7 72,9 130 C 14,7 6,1 497 691 59,3 63,9 71,9 130 D 15 7,6 493 688 58,5 62,9 71,7 130 E 15 8 465 648 58,4 63,3 71,8 130 H 14,8 5,2 519 725 59,3 62,8 71,6 130 I 15,2 6,2 499 678 60,3 64,1 73,6 130 J 15,2 6,2 459 638 59 63,2 72 130 II

Bilaga 2 Värden för hårdhet. Provbit Densitet före komp. (Kg/m³) Återfjädring (mm+50)mm Densitet efter komp. (Kg/m³) Intryck 1, medel diameter (mm) Intryck 2, medel diameter (mm) Intryck 3, medel diameter (mm) Press Kraft (N) Stålkulans diameter (mm) Hårdhet intryck 1 (kn/mm²) Hårdhet intryck 2 (kn/mm²) Hårdhet intryck 3 (kn/mm²) Hårdhet, medel (kn/mm²) A 487 72,8 669 5,55 5,85 5,95 1000 10 3,861316 3,435944 3,308018 3,535093 B 519 72,9 712 5,9 6,25 5,4 1000 10 3,371183 2,959673 4,100667 3,477174 C 497 71,9 691 5,75 6 6,15 1000 10 3,570476 3,246395 3,07027 3,295714 D 493 71,7 688 6,4 6,4 5,35 1000 10 2,803146 2,803146 4,184902 3,263732 E 465 71,8 648 6,15 5,45 6,1 1000 10 3,07027 4,018712 3,127569 3,405517 H 519 71,6 725 5,45 5,25 5,8 1000 10 4,018712 4,360569 3,502355 3,960545 I 499 73,6 678 6,3 6,35 6,05 1000 10 2,906288 2,854126 3,186262 2,982225 J 459 72 638 6 5,9 6,1 1000 10 3,246395 3,371183 3,127569 3,248383 Ref. 1 462 7,75 8,15 7,35 1000 10 1,764159 1,543921 2,016815 1,774965 Ref. 2 473 8 7,55 7,6 1000 10 1,623197 1,88593 1,854675 1,787934 III

Intryck 1 Intryck 2 Intryck 3 Provbit Diameter t (mm) Diameter l (mm) Medel (mm) Diameter t (mm) Diameter l (mm) Medel (mm) Diameter t (mm) Diameter l (mm) Medel (mm) A 6,3 4,8 5,55 6,4 5,3 5,85 6,6 5,3 5,95 B 6,8 5 5,9 6,8 5,7 6,25 6 4,8 5,4 C 6,5 5 5,75 6,7 5,3 6 6,8 5,5 6,15 D 6,8 6 6,4 6,9 5,9 6,4 6 4,7 5,35 E 6,8 5,5 6,15 5,6 5,3 5,45 6,7 5,5 6,1 H 6,1 4,8 5,45 5,9 4,6 5,25 6,6 5 5,8 I 6,6 6 6,3 6,8 5,9 6,35 6,6 5,5 6,05 J 6,6 5,4 6 6,3 5,5 5,9 6,6 5,6 6,1 Ref 1. 8,1 7,4 7,75 8,4 7,9 8,15 7,7 7 7,35 Ref 2. 8,5 7,5 8 8 7,1 7,55 8,2 7 7,6 IV