P_2.1.3 proof_grading

Im Rahmen des Projektes P03 qm_online der holz.bau forschungs gmbh wurde in Zusammenarbeit mit einem Anlagenhersteller (Fa. Ledinek/Slowenien) und einem Industriepartner (Holzindustrie Leitinger GmbH / Preding, Steiermark) eine nach dem Prinzip des "tensile proof loading"-Verfahrens arbeitende Zug-Prüflastanlage in den Produktionsprozess von Konstruktionsvollholz implementiert. Mit dieser Anlage ist es möglich schwer detektierbare, festigkeitsmindernde Wuchsmerkmale, wie beispielsweise die lokale und globale Schrägfaser, Wipfelbrüche, Stauchungsrisse, Rindeneinschlüsse etc. sowie Fehlproduktionen der Keilzinkenverbindung, wie Fehlfräsungen und Fehlverklebungen in Abhängigkeit der Zug-Prüfspannung ("proof level") zu erkennen und vom weiteren Produktionsprozess auszuscheiden. Die Anlage stellt somit eine qualitätssichernde und vertrauensbildende Maßnahme für sämtliche stabförmige Schnittholzprodukte der Holzbranche dar, da dem Kunden ein Bauprodukt mit einer garantierten Mindestfestigkeit zur Verfügung gestellt werden kann. Im Rahmen dieses Forschungsprojektes wurde in enger Zusammenarbeit mit dem Institut für Mechanik der Universität in Innsbruck ein Gutachten über besondere Eigenschaften von zug-geprüftem Material erstellt. Als Ergebnis konnte gezeigt werden, dass in Abhängigkeit der Prüfspannung und der Streuung COV des Grundmaterials die Versagenswahrscheinlichkeit zuggeprüfter Elemente reduziert und damit das Sicherheitsniveau gesteigert werden kann. Daraus folgend kann bei der Bemessung von stabförmigen zuggeprüften Bauteilen ein verringerter, materialseitiger Teilsicherheitsbeiwert gamma_m in Rechnung gestellt werden. Sämtliche im Zuge diese Projektes erarbeiteten Forschungsergebnisse bildeten eine solide Grundlage für die Erstellung der ÖNORM B 4125: "Holzbauwerke - Anforderungen an Zug-Prüflastverfahren und besondere Eigenschaften nach diesem Verfahren geprüfter Schnitthölzer".

Im Zuge eines Folgeprojektes soll aufbauend auf dem bisher geschaffenen Wissen, diese Anlage dermaßen adaptiert werden, dass bereits am Grundmaterial, also am Schnittholz selbst, diese zuvor beschriebene Zugprüfung jedes einzelnen Schnittholzes durchgeführt wird. Schwer erkennbare Wuchsmerkmale bzw. Fehlstelle im Holz können so über Bruch erkannt und die betroffenen Schnitthölzer ausgeschieden werden. An den verbliebenen, zu sortierenden Schnitthölzern wird über eine Verformungsmessung der statische Zug-E-Modul jedes Schnittholzes ermittelt, um mit dieser Steifigkeitsinformation in weiterer Folge das Sortiergut in Festigkeits- respektive Steifigkeitsklassen einteilen zu können.

Weiters soll ermöglicht werden über die ermittelte Steifigkeit die Zugprüfspannung ('proof level'™) entsprechend zu variieren, sodass Schnitthölzer höherer Steifigkeit und damit höherer Sortier- respektive Festigkeitsklasse auch mit einem höheren 'proof level'™ beaufschlagt werden können. Somit kann für jedes mittels dieser Anlage sortiertes Schnittholz eine Mindestfestigkeit garantiert und der statische Zug-E-Modul für die Einteilung in Festigkeitsklassen ermittelt werden. Weiters ist daran gedacht diese Steifigkeitsinformation zu nutzen, um Endloslamellen für stabförmige Produkte steifigkeitsmäßig gezielt aufzubauen, um somit die Streuungen im Endprodukt selbst auf ein Minimum zu reduzieren.

Die Weiterentwicklung betrifft in erster Linie die Einleitung der Zugkräfte in das zu sortierende Schnittholz über eine Klemmeinheit. Diese sollten auf möglichst kurzer Länge in das Schnittholz eingeleitet werden, um so ungeprüfte Bereiche auf ein Minimum zu beschränken. Weiters besteht die Innovation darin ein Messsystem gemeinsam mit Joanneum Research zu entwickeln, welches die Verformungen des Schnittholzes während der Zugprüfung berührungslos erfasst. Dafür sind echtzeitfähige Auswertealgorithmen zu entwickeln, welche eine unmittelbare Bestimmung der Dehnung ermöglichen sollen. Aus beiden Informationen Kraft und Verformung bzw. Spannung und Dehnung soll online der statische Zug-E-Modul ermittelt werden.