Pohjois- ja Etelä-Suomen kuusen ominaisuudet vaativien rakennustuotteiden kannalta Antti Lukkarinen, Metsäntutkimuslaitos, Rovaniemen toimintayksikkö Puun käyttö- ja markkinamahdollisuudet, PKM-tutkimusohjelman tutkimuspäivä, Lahti
Esityksen sisältö: - materiaali ja menetelmät - kimmokertoimen ja murtolujuuden alueellinen vaihtelu - eri lujuusluokkien saanto visuaalisessa ja koneellisessa lujuuslajittelussa -visuaalisen ja koneellisen lujuuslajittelun onnistuminen - leikkauslujuuden alueellinen vaihtelu -Pihkarakojen esiintyminen sahatavarassa eri alueilla
2 E 25 E 3 E 35 E 3 Koealojen sijainti 69 N 69 N - Lapin kolmio: yht. 181 tukkia, 7 koealaa - Koillismaa: 223 tukkia, 7 koealaa - Etelä-Suomi: 298 tukkia 6 koealaa - Luoteis-Venäjä: 237 tukkia, 4 koealaa Lapin kolmio Koillismaa! 66 N!!!!!!!! 66 N!!!!!!! Luoteis- Venäjä - Tukkien pituus 2.8-5.5 m - latvaläpimitta 11-41 cm 63 N 63 N Etelä-Suomi! 6 N 6 N 2 E 25 E 3 E
Tutkimuksen työjärjestys: 4 Tukkien sahaus tukin keskilinjan mukaisesti 44 x 1 mm:n soiroiksi (yhteensä 244 kpl) saheiden keinokuivaus 18 % kosteuteen Saheiden visuaalinen lujuuslajittelu kotimaisten T-lujuuslajitteluohjeiden mukaisesti sekä soiron heikoimman kohdan määrittely Soirojen koneellinen lujuuslajittelu Dynagrade-lujuuslajittelukoneella Oksikkuuden sekä sahatavarassa esiintyvien vikojen, kuten pihkarakojen ja vinosyisyyden mittaus sekä koekappaleiden valmistus erilaisiin lujuustesteihin Dynaamisen kimmokertoimen mittaus Fakopp 2D-laitteistolla (72 kpl) Todellisen kimmokertoimen ja taivutusmurtolujuuden testaus syrjätaivutuksena laboratorio-olosuhteissa standardin EN 48 mukaisesti Tulosten tilastollinen analysointi
5 4 Lapin kolmio N = 381 Mean 11787 MPa Std. Deviation 2436 MPa 8 6 Koillismaa N = 497 Mean 11759 MPa Std. Deviation 227 MPa 5 3 4 2 2 1 5 75 1 125 15 175 2 MOE, MPa 5 1 15 2 MOE, MPa 1 8 Luoteis-Venäjä N = 671 Mean 1931 MPa Std. Deviation 2119 MPa 8 6 Etelä-Suomi N = 821 Mean 1259 MPa Std. Deviation 2584 MPa 6 4 4 2 2 3 6 9 12 15 18 MOE, MPa 5 1 15 2 25 MOE, MPa
4 Lapin kolmio 6 Koillismaa 3 2 N = 39 Mean 43.6 MPa Std. Deviation 11.6 MPa 5 % Fractile 27.4 MPa 5 4 3 N = 54 Mean 43.5 MPa Std. Deviation 1.79 MPa 5 % Fractile 23.6 MPa 6 2 1 1 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, Strength, M Pa, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, Strength, M Pa 8 6 Luoteis-Venäjä N = 681 Mean 4. MPa Std. Deviation 1.6 MPa 5 % Fractile 21.4 MPa 12 1 8 Etelä-Suomi N = 825 Mean 43.6 MPa Std. Deviation 11.47 MPa 5 % Fractile 25.9 MPa 4 6 4 2 2, 2, 4, 6, 8, Strength, MPa, 2, 4, 6, 8, Strength, MPa
VISUAALINEN LUJUUSLAJITTELU KOTIMAISTEN T-LUJUUSLAJITTELUOHJEIDEN MUKAISESTI 7 1 % 9 % 8 % 7 % 6 % 5 % Reject T 18 T 24 4 % 3 % 2 % T 3 T 4 1 % % S-W Lapland S-E Lapland N-W Russia South Finland
8 KONEELLISEN LUJUSLAJITTELUN SAANTO (DYNAGRADE) 1 % 9 % 8 % 7 % 6 % Reject c18 5 % 4 % c24 c3 3 % 2 % 1 % % S-W Lapland S-E Lapland N-W Russia South Finland
9 VISUAALISEN LUJUUSLAJITTELUN ONNISTUMINEN 1 % 9 % 8 % 7 % Over ranked 6 % 5 % Under ranked 4 % 3 % Correctly ranked 2 % 1 % % S-W Lapland S-E Lapland N-W Russia South Finland
KONEELLISEN LUJUUSLAJITTELUN ONNISTUMINEN 1 1 % 9 % 8 % 7 % 6 % 5 % 4 % Over ranked Under ranked Correctly ranked 3 % 2 % 1 % % S-W Lapland S-E Lapland N-W Russia South Finland
11 Päätelmiä visuaalisesta ja koneellisesta lujuuslajittelusta Visuaalinen lujuuslajittelu + tarkka menetelmä varsinkin yliluokittelua vastaan + löytää myös parhaimmat lujuusluokat - liian paljon varmalla puolella - työvoimavaltainen ja hidas Koneellinen lujuuslajittelu + nopea ja objektiivinen + tarkka menetelmä aliluokittelua vastaan - liian paljon yliluokiteltuja kappaleita
12 Models for MOR (R 2 =.65, SE = 6.58 MPa) Variable Estimate Standard error Intercept.282 2.45 South-West Lapland -4.28 3.58 South-East Lapland 3.22 3.46 North-West Russia -5.82 3.49 South Finland MOE.3.19 S-W L x MOE.7.29 S-E L x MOE -.9.28 RUSSIA x MOE.74.29 SOUTH F *MOE MOR, MPa 8 7 SWL 6 SEL 5 4 RUSSIA 3 SOUTH 2 1 MOE, MPa 5 1 15 2
Leikkauslujuus 13 Leikkauslujuus määritettiin tangentin suunnassa pienistä virheettömistä koekappaleista. Leikkauslujuus mittaa materiaalin kestävyyttä esim. liitettäessä materiaaleja toisiinsa. Kuva: Skandinaviske normer for testing av små feilfrie prover av heltre
Leikkauslujuuden jakauma eri alueilla 3 Lap in kolm io 25 Kuusamo 14 25 2 Kappaleiden lkm 2 15 1 Kappaleiden lkm 15 1 5 5 2, 4, 6, 8, 1, 12, 14, Le ikkauslujuus M pa Ka = 8,7 M pa Mean = 8,764 Std. Dev. = 1,2349 N = 165 6, 7, 8, 9, 1, 11, Le ikkauslujuus M pa Ka = 8,3 M pa Mean = 8,339 Std. Dev. =,83578 N = 172 VESIJAKO VENÄJÄ 25 25 2 2 Kappaleiden lkm 15 1 Kappaleiden lkm 15 1 5 5, 6, 7, 8, 9, 1, 11, Le ikkauslujuus M pa Ka = 7,5 M pa Mean = 7,588 Std. Dev. =,88758 N = 199 5 Mean = 7,6265 Std. Dev. = 1,4249 N = 137 5, 6, 7, 8, 9, 1, 11, 12, Le ikkauslujuus M pa Ka = 7,6 M pa
KOILLISMAA LAPIN KOLMIO 2.5 1.8 1.6 15 Pihkataskuja / juoksum. lankkua 2 1.5 1.5 Pihkataskuja / juoksum. lankkua 1.4 1.2 1.8.6.4.2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 Korkeus puun tyveltä m 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Korkeus puun tyveltä m VENÄJÄ ETELÄ-SUOMI 1.4 1.6 1.2 1.4 Pihkataskuja / juoksum. lankkua 1.8.6.4.2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 Korkeus puun tyveltä m Pihkatskuja / juoksum. lankkua 1.2 1.8.6.4.2 1 2 3 4 5 6 7 8 FINNISH 9 1FOREST 11 12 RESEARCH 13 14NSTITUTE 15 16 17 18 Korkeus puun tyveltä m