Ristiinliimatun puuelementin valmistuksen, liittämisen ja kestävyyden tutkiminen

Abstract

Tässä opinnäytetyössä tutkittiin ristiinliimatun puuelementin valmistusta, liittämistä sekä kestävyyttä pääasiassa hirsitalorakentamisen näkökulmasta. Ristiinliimatun massiivipuun eli CLT:n käyttö on yleistynyt viime vuosina rakentamisessa muiden insinööripuutuotteiden ohella. Hirsitalotuotantolinjojen toimittajat sekä hirsitalovalmistajat tarvitsevat tietoa CLT:stä ja sen käyttömahdollisuuksista. Painumattomien hirsien valmistaminen ristiinliimaamalla herättää kysymyksiä laitevalmistajien ja hirsitalovalmistajien osalta koskien liimasaumojen kestävyyttä ja korkeiden hirsielementtien liittämistä.

Kirjallisuusosuudessa tutkittiin ristiinliimatun puuelementin valmistusta, rakennusfysikaalista toimivuutta sekä nurkkaliitoksia. Painumattomia hirsiä voidaan valmistaa modernilla CLT:n tuotantolinjalla yhdessä CLT-elementtien rinnalla. Ristiinliimatun puuelementin rakennusfysikaalisuutta sekä liitosratkaisuja tarkastellaan CLT-rakentamiselle ominaisesta näkökulmasta, jossa CLT toimii kantavana runkorakenteena. Hirsirakentamiselle soveltuvia valmiita nurkkaliitosratkaisuja on niukasti. Työssä luonnosteltiin mahdollisia ratkaisuja korkeiden hirsien nurkkien liittämiseen soveltaen hyväksi todettuja jiiriin työstettyjä lohenpyrstöliitoksia.

Kokeellisessa osuudessa tutkittiin kahdella eri lamellipaksuudella ja neljällä eri kerrosasettelulla valmistettujen viisikerroksisten CLT-levyjen delaminointia. CLT-levyt valmistettiin syrjäliimatuista liimapuulevyistä, jotka valmistettiin tutkimusta varten rakennetulla kitkapuristimella. Liimasaumojen liimauksenlaatua ja kestävyyttä testattiin standardin EN 16351 liitteen C mukaisella delaminointikokeella. Koekappaleiden pintakerrosten syrjäliimatut liimasaumat eivät osoittaneet delaminointia millään koekappaleella. Kokeen tuloksista kävi ilmi, ettei lamellikerrosten paksuuden vaihtelulla tai kerrosasettelulla ollut vaikutusta minkään liimasauman delaminointiin.

This bachelor’s thesis examined the manufacturing, joining and durability of cross laminated timber elements, mainly from the perspective of log house manufacturing. Use of cross laminated timber (CLT) has become more common in recent years together with other engineering wood products. Suppliers of log house manufacturing lines and log house constructors need more information about CLT. Manufacturing of non-settling lamella logs arouses questions for equipment manufacturers and log house manufacturers concerning the durability of the glue lines and joining tall log elements.

Manufacturing, building physics and corner joints of cross laminated timber elements were studied in the literature review. Non-settling lamella logs can be produced in modern CLT manufacturing lines alongside of the traditional CLT- elements. Building physics and joining solutions of cross laminated timber elements were examined from the perspective of CLT- construction, where CLT functions as a supporting frame structure. Corner joint solutions that are suitable for log house construction are limited. Possible solutions for joining tall log-like elements were drafted by applying aspects of mitre dovetail joints to the designs.

In the experimental phase of this thesis five layered CLT- elements with two different lamella thicknesses and four different layer layouts were produced to assess their delamination behaviour. CLT-elements were produced from edge glued wood panels that were prepared with a friction press which was assembled for research purposes. Bonding quality and durability of the glue lines were evaluated according to the CLT standard EN 16351 appendix C. Edge glued glue lines on the top most layers of the tested specimens did not show any signs of delamination on any of the specimens. Variations in the lamella thickness or in the layer layout did not have any effect on the delamination result.