WoodBuild delprojekt C Fukt i trä utomhus ovan mark

WoodBuild delprojekt C Fukt i trä utomhus ovan mark Lars-Olof Nilsson Avd Byggnadsmaterial, LTH

Delprojekt C Fukt i trä utomhus ovan mark Medverkande Simon Dahlquist, SP-Trätek, Ske Maria Fredriksson, doktorand, LTH-Byggnadsmaterial Tord Isaksson, LTH-Konstruktionsteknik Anna Pousette, SP-Trätek, Ske Karin Sandberg, SP-Trätek, Ske Lars Wadsö, LTH-Byggnadsmaterial Lars-Olof Nilsson, koordinator, LTH-Byggnadsmaterial

Beständighet och livslängd hos trä utomhus ovan mark Problemställning: (MC=Moisture Content = Fuktkvot) 1. Hur fuktigt blir det i virket? MC(T,t) 2. Hur fuktigt får det vara, utan att röta uppkommer? MC krit (T,t) 3. Se till att MC(T,t) < MC krit (T,t)! Delprojekt C arbetar med punkt 1 (D2 med pkt 2; A m pkt 3) Mål: Verktyg för att förutsäga MC(T,t) för framtida träkonstruktioner!

Fukt i trä utomhus ovan mark MC(T,t) Angreppssätt Modeller för kedjan: Uteklimat Mikroklimat Ytfukt Fukt i trä Verifiering med Laboratoriemätningar Fältmätningar

Delprojekt C.3 Modeller, beräkningar o prognoser - från uteklimat till mikroklimat samt fuktbalans i virkesdelar Typfall för mikroklimat på träytor har identifierats Fri yta exponerad för regn/luftfukt, orienterad vertikalt, horisontellt och med olika lutning Horisontella och vertikala skarvar av olika utformning Överlapp av olika typer. Maria F har utvecklat generella typfall, som är delmängder av varje tänkbar framtida träkonstruktion!(?)

Tre generella typfall A. ändträ - ändträ B. ändträ - flatsida C. flatsida - flatsida

Typfall exempel A B C α = 0 α = 90

Angreppssätt Ett begränsat antal typfall, som är delmängder av alla tänkbara träkonstruktioner! Fuktfällor ger våttider på träytor, dvs fukthistorien. Bild: Maria Fredriksson Fukthistorien på träytor är randvillkor för virkesdelar. Fuktbalansen i virkesdelar ges av randvillkoren och materialegenskaperna

Modell för uppfuktning/uttorkning av ändträ Traditionellt: Fuktflöde av fuktkvotsgradient; fuktberoende diffusivitet w g D w x w t x D w(u) w x

w kg/m3] Uppfuktning av ändträ Uttorkning av ändträ traditionellt 100 95 90 85 0 2 4 7 14 80 75 70 65 60 0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 Djup [m]

Uppmätt uttorkning av ändträ, Sandberg (2009)

Modell för uppfuktning av ändträ Djup

Modell för uttorkning av ändträ Djup

Modell för uttorkning av ändträ R R P w 2 R

Modell för uppfuktning/uttorkning av ändträ Istället: Fuktflöde av porvattentrycksgradient (ev RF-gradient); fuktberoende permeabilitet. Sorptions- (suction-) kurva, med stor hysteres och scanning. P g k w P x w t x k P (u) P w x w(p w,t)

MC (%) RH(%) Suction & scanningkurvor spruce The scanning curves are almost horisontal when drying starts! The pore water pressure may drop a lot with little MC-change. Penner (1965)

Delprojekt C.4 Laboratoriemätningar Maria Fredriksson! Kontrollerat klimat: regn med känd varaktighet + styrt torkklimat Nya, resistiva metoder för fuktkvot (också över FSP) och våttider på ytor och i spalter/fuktfällor Typfallen!

Mäter: fuktkvot ytfukt förekomst av vatten i spalten

Mätpunkter

Mätning av fuktkvot

Mätning av fuktkvot Kalibrering vid låga RF: burkmetoden : 65%, 75%, 82%, 85% samt 95% RF Kalibrering vig höga RF: pressure plate metoden: 99.94%, 99.97%, 93,3% RF

Ytfuktsmätning

Förekomst av vatten i spalten

ANSLUTNINGSFÖRSÖK: TYPFALL A - splintved Vindeln Maria Fredriksson, BML, LTH

Provkropp Typfall A Mäter: fuktkvot förekomst av vatten i spalten ytfukt

Försöksuppställning Material: kärnved av gran från Vindeln

Typfall A splintved Vindeln d = 0 mm d = 2 mm d = 5 mm

Typfall A splintved resp. kärnved Vindeln splintved d = 0 mm kärnved d = 0 mm

ANSLUTNINGSFÖRSÖK: TYPFALL B - splintved Vindeln Maria Fredriksson, BML, LTH

Anslutningsförsök: Typfall B Provkropp

Anslutningsförsök: Typfall B Försöksuppställning

Typfall B Exempel på resultat

Typfall B Exempel på resultat d= 0 mm d= 2 mm d= 5 mm

CT-FÖRSÖK I SKELLEFTEÅ Maria Fredriksson, BML, LTH & Karin Sandberg, SP-Trä-Ske

CT- försök Material: kärnved Vindeln 3 st splintved Vindeln 3 st kärnved Halland 3 st splintved Halland 3 st Mättillfällen konditionerade till 65% RF 3.5 h uppfuktning 6.5 h uppfuktning 16.5 h omfördelning (100% RF) 24 h omfördelning (100% RF) 40.5 h omfördelning (100% RF) efter torkning i 103 C

Resultat CT-försök Exempel Kärnved (Vindeln) Splintved (Vindeln)

Delprojekt C.5 Fältstudier - Exponering av trä utomhus ovan mark Klimatet dokumenteras med väderstationer. Mätmetod för våttid på yta. Trådlösa sensorer för fuktkvot på olika djup. Balkar och stolpar i Bygdsiljum. Särskilda temperaturgivare på olika djup. Exempel Höghus i Älvsbackastrand. & Kv. Ekorren i Skellefteå Kompletterande balkar och stolpar i Borås. Panelsystem på LTH-tak i Lund Utvärdering pågår. Exempel.

Fältstation, Bygdsiljum Balkar, stolpar Lokalt klimat ( allt ) Vid varje mätpunkt: RF & T, luft Ytfukt,våttider Fuktkvot, olika djup T, olika djup

LTH-tak Tord Isaksson

Exempel: Balkar, Bygdsiljum, våttider

Exempel: Balkar, Bygdsiljum, fuktkvoter

Samtliga fuktkvoter, Älvsbacka, mars 2009 - jan 2010

Kommunikationsplan 1. Paper/presentation på 12DBMC om trådlösa mättekniken, Sandberg et al (2011) 2. Paper/presentation på 12DBMC om balkar i Bygdsilum, Sandberg et al (2011) 3. Paper/presentation vid IRG42 om modell för uppfuktning/uttorkning av ändträ, Nilsson & Sandberg (2011) 4. Papers till tidskrifter, Fredriksson (2011-2012) a) Små sensorer för fuktkvotsmätning. b) Desorptions- och absorptionsegenskaper hos gran vid höga fuktnivåer. c) En metod för våttidsmätning på träytor och i fuktfällor. d) Inverkan av spaltstorlek mellan ändträytor. e) Ytterligare paper(s) om mätmetoder, resultat och modeller. 5. Rapport över fältmätningsresultat, Nilsson et al (2011, 2012) 6. Kalibrering över fibermättnadspunkten. Sandberg et al (2011) 7. Inverkan av sprickor; Sandberg (2011-2012) 8. Modeller för våttider. Modeller för T(t) & MC(t) Nilsson et al (2012)