Heaven Ailanthus altissima ch ou ch un var 1

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1 Götterbaum Tree of Heaven Ailanthus altissima ch ou ch un varnish tree stink tree stinking ch un ch un-shu stinking spring tree false varnish tree Götterbaum Tree of Heaven Ailanthus altissima ch ou ch un varnish tree stink tree stinking ch un ch unshu stinking spring tree false varnish tree Götterbaum Tree of Heaven Ailanthus altissima ch ou ch un varnish tree stink tree stinking ch un ch un-shu stinking spring tree false varnish tree Götterbaum Tree of Heaven Ailanthus altissima ch ou ch un var 1

2 Der Einsatz des Götterbaums im Baubereich R. Brandner Fast forward for you Veranstaltung: Nutzungspotentiale des Götterbaums Di., 12. Jänner 2016 Universität für Bodenkultur, Tulln an der Donau u 2

3 INHALT Einleitung FFG-Projekt Götterbaum Ailanthus altissima Anforderungsprofil an lastabtragende Holzbauprodukte Kenngrößen (-profile) merkmalsfreie Kleinproben (CW) Bauholz (CT) Fazit 3

5 DRITT- PARTNER KONSORTIUM Einleitung FFG-Projekt Götterbaum Ailanthus altissima FORSCHUNGSPROJEKT GÖTTERBAUM AILANTHUS ALTISSIMA Okt bis Dez Esterházy Betriebe GmbH Rutan Holzindustrie GmbH Technische Universität Graz Institut für Holzbau und Holztechnologie Kompetenzzentrum holz.bau forschungs gmbh Holzcluster Steiermark GmbH ZFE Verein zur Förderung der Elektr. Mikr. u. Feinstr. Forschung FH Salzburg GmbH Standort Kuchl 5

6 Einleitung FFG-Projekt Götterbaum Ailanthus altissima Output Forschungsberichte & Publikationen Projektberichte (intern) Forst- u. Holzwirtschaft, Eigenschaften & Verwendung Kenngrößen an Stammscheiben Kenngrößen clear wood & construction timber Be- u. Verarbeitung Makro- u. mikroskopische Analysen Ergebnisse forstliche Umfrage Publikationen (extern) Brandner R, Schickhofer G (2010) Tree-of-Heaven (Ailanthus altissima): enormous and wide potential neglected by the western civilisation. 11th WCTE Brandner R, Schickhofer G (2010) Tree-of-Heaven (Ailanthus altissima): renewable resource with high potential for present and future. 4th European Hardwood Conf., Brandner R, Schickhofer G (2013) The mechanical Potential of the Tree-of-Heaven (Ailanthus altissima). Holztechnologie, 54(4):

7 Einleitung Anforderungen Anforderungsprofil an lastabtragende Holzbauprodukte hohes Tragvermögen (hohe Festigkeit) Abtragung großer Lasten große Spannweiten Flexibilität in Planung hohe Steifigkeit (hohe Elastizitäts- & Schubmodule) wesentlich für Gebrauchstauglichkeit (Verformungen, Schwingungen) hohe Rohdichte Indikator für Verankerungspotential von Verbindungsmitteln Erhalt der Leistungsfähigkeit v. Bauprodukten auch im Anschlussbereich 7

8 Einleitung Anforderungen Anforderungsprofil an lastabtragende Holzbauprodukte hohe bzw. ausreichende Dauerhaftigkeit unbedenklicher Einsatz ohne Modifizierung in Nutzungsklasse 1 & 2 bedenkenlose kurzzeitige freie Bewitterung (z.b. Bauzustand) hohe Zuverlässigkeit konstante & abgesicherte Kenngrößen geringe Streuungen weitestgehende Nutzung des erwartbaren (mittleren) mech. Potentials Verfügbarkeit zeitlich & quantitativ & qualitativ 8

10 CT CW Ergebnisse Material & Prüfplan Material & Prüfplan Götterbaum Ailanthus altissima Material Esterhàzy Betriebe GmbH, Eisenstadt, 3 Standorte mittlerer MDM rd. 20 cm mittlere JRB rd. 4 mm Methoden CW Benchmark CT Potential Produkte Prüfverfahren [ ] Anzahl [ ] Abmessungen l / b / t [mm / mm / mm] 4p.-Biegung DIN / 20 / 20 Zug II DIN / 20 / 15 (6) Druck II DIN / 30 / 30 Schub Holz, KS EN , / 40 / 40 Härteprüfungen EN (LBP), 30 (5SP) 300 / 200 / 20 Quell- u. Schw. DIN / 20 / 20 4p.-Biegung EN / 140 / 35 Zug II EN / 140 / 35 Druck II EN / 140 / 35 10

11 Ergebnisse Allgemeines Allgemeine Beobachtungen Be- & Verarbeitung sehr gut; unproblematisch; vergleichbar mit Esche z.t. erhebliche Wachstumsspannungen Verklebung handelsübliche Klebstoffe PUR, RES, MUF, PVAC zeigen sehr gute Ergebnisse in Scherprüfungen nach EN 392 als Substitut von Esche nutzbar zügige Integration in bestehende Produktionsprozesse Basis: Erfahrungswerte Esche 11

12 Ergebnisse merkmalsfreie Kleinproben (CW) Ergebnisse Kleinproben (CW) f c,0,12 Druck II Zug II 4p.-Biegung Schub (HB) E c,0,12,app f t,0,12 E t,0,12 f m,12 E m,12 f v,12 Anzahl [ ] MW CV [%] 10,9 % 16,8 % 20,6 % 16,6 % 10,4 % 22,5 % 14,2 % ρ 12,mean [kg/m³]

13 Ailanthus vs. Esche (CW) Vergleich Mittelwerte Ergebnisse CW Benchmark Vergleich ergänzt um Daten aus F&E-Projekt Materialeigenschaften u. Nutzungspotential des Götterbaums, BOKU Wien, U. Müller, 2015 gute Vergleichbarkeit zw. Götterbaum & Esche gute Vergleichbarkeit der Ergebnisse beider F&E-Projekte ZIEL: Daten zusammenführen & Potential des Götterbaums in AT absichern! Kenngröße [ ] Ailanthus (TU Graz) Ailanthus (Müller 2015) Esche 1) Δ [%] ρ 12,mean [kg/m³] (450) 690 (860) 6 ( 11) % β V,mean [%] 13,5 % 12,8 % 13,6 % +2 ( ) % f c,0,12,mean (23) 52 (80) 8 ( 17) % f c,90,12,mean 11 f m,12,mean (58) 105 (210) ±0 ( 5) % f t,0,12,mean (70) 165 (293) 9 ( 14) % f v,12,mean (9,0) 12 (14,6) ±0 (+8) % E 0,12,mean (4.400) (18.100) +5 ( 7) % E 90,12,mean ) Wagenführ

14 KenngrößenPROFILE (CW) Vergleich Mittelwerte Ergebnisse CW Benchmark 200% 180% 160% 140% 120% 100% ρ 12,mean [kg/m³] E 0,mean Referenz: FICHTE = 100% f t,0,mean 90 f m,mean 78 f c,0,mean 50 f v,mean 6,7 [Wagenführ 2000] 14

15 KenngrößenPROFILE (CW) Vergleich Mittelwerte Ergebnisse CW Benchmark 200% 180% 160% 140% 120% 100% ρ 12,mean [kg/m³] BUCHE E 0,mean f t,0,mean f m,mean f c,0,mean f v,mean [Wagenführ 2000] 15

16 KenngrößenPROFILE (CW) Vergleich Mittelwerte Ergebnisse CW Benchmark 200% 180% 160% 140% 120% 100% ρ 12,mean [kg/m³] E 0,mean ESCHE BUCHE f t,0,mean f m,mean f c,0,mean f v,mean [Wagenführ 2000] 16

17 KenngrößenPROFILE (CW) Vergleich Mittelwerte Ergebnisse CW Benchmark 200% 180% 160% 140% 120% 100% ρ 12,mean [kg/m³] E 0,mean GÖTTERBAUM ESCHE BUCHE f t,0,mean f m,mean f c,0,mean f v,mean [Wagenführ 2000] 17

18 FAZIT CW Benchmark FAZIT CW weitere Untersuchungen an CW Vergleich zur Esche Härte (Brinell): TU Graz (26 N/mm²) & BOKU (28 N/mm²) Querdruckkenngrößen: BOKU (E c,90,mean = N/mm²; f c,90,mean = 11 N/mm²) Verklebung: TU Graz & BOKU MUF, PVAC, RES, PUR, PRE, EPI sehr gute Verklebungseigenschaften! Schlagbiegezähigkeit: BOKU konstruktiver Baubereich GÖTTERBAUM ESCHE 18

19 Ergebnisse Bauholz (CT) Ergebnisse Bauholz sägefallend (CT) f c,0,12 Druck II E c,0,12 Anzahl [ ] MW CV [%] 9,4 % 15,6 % ρ 12,mean [kg/m³]

20 Ergebnisse Bauholz (CT) Ergebnisse Bauholz sägefallend (CT) Druck II Zug II f c,0,12 E c,0,12 f t,0,12 E t,0,12 Anzahl [ ] MW CV [%] 9,4 % 15,6 % 46,9 % 17,1 % ρ 12,mean [kg/m³]

21 Ergebnisse Bauholz (CT) Ergebnisse Bauholz sägefallend (CT) f c,0,12 Druck II Zug II 4p.-Biegung E c,0,12 f t,0,12 E t,0,12 f m,12 E m,12 Anzahl [ ] MW CV [%] 9,4 % 15,6 % 46,9 % 17,1 % 43,1 % 20,6 % ρ 12,mean [kg/m³]

22 FAZIT Bauholz (CT) FAZIT CT untersuchte RH-Qualität unzureichend! Götterbaum bekämpft, nicht gepflegt! z.t. ausgeprägt ovale Stammformen Exzentrizität! junge Stämme hoher juveniler Anteil große aber wenig Äste typisch für LH gut sortierbar (vis.) + Keilzinkung entspr. Ausbeute erwartbar! RH-Qualität gegenwärtig nicht repräsentativ! Bauholz-Qualität gegenwärtig nicht abbildbar! 22

23 Baubereich Potential für Bauprodukte Potential für Bauprodukte: Benchmark mit Eschen-BSH Vergleich Kenngrößen ES-BSH (n H Lungern) mit NH-BSH & F&E-Ergebnissen großteils um Faktor 1,5 bis 2,0 höheres Potential! wiss. abgesicherte Festigkeits- und Steifigkeitskenngrößen (Diss. U. Hübner 2013) GL40k 1) GL48k 1) GL24k NH-BSH GL40 vs. GL24 GL48 vs. GL24 f m,k ,7 2,0 f t,0,k ,8 1,9 f t,90,k 0,4 0,4 0,5 0,8 0,8 f c,0,k ,5 1,5 1,7 f c,90,k 6,8 7,5 2,5 2,7 3,0 f v,d 4,5 4,5 3,5 1,3 1,3 E 0,mean ,3 1,4 E 90,mean ,3 3,3 G 0,mean ,5 1,5 ρ 12,k 400 1) Charakteristische Werte aus Bemessungswerten rückgerechnet ES-BSH Hübner ,2 1,5 7,5 5,

24 Baubereich Potential für Bauprodukte Anwendungsbeispiel Eschen-BSH: Parkgarage Innerarosa [Holzkurier, Sept [ [ [ 24

25 Baubereich Potential für Bauprodukte Anwendungsbeispiel Eschen-BSH: Parkgarage Innerarosa gezielter Einsatz von ES-BSH GL48 in hochbeanspruchten Bereichen große Spannweiten hohe Auflagerkräfte Einsparung an Volumen & Produktionsaufwand [Walt+Galmarini mikado

27 FAZIT FAZIT Anforderungsprofil hohe Festigkeit, Steifigkeit & Rohdichte erfüllt! Dauerhaftigkeit in Erprobung; vgl. mit Fi!? Zuverlässigkeit umsetzbar! Verfügbarkeit rd. 2 Generationen!? hohes POTENTIAL gegeben! UMSETZUNG : Wille? 27

28 Vom historischen Standpunkt her gesehen, wandelt sich der Götterbaum von einem beinahe religiösem Kultobjekt im asiatischen Raum über ein begehrtes Kunstobjekt im Europa des 18. und 19. Jahrhunderts hin zu einem fast gefürchteten invasiven Alien der Gegenwart. (Ritt, 2003) 28

29 Der Götterbaum sorgt durch seine starke Verbreitungstendenz für seine eigene Zukunft. Es liegt an uns sein Potential nutzbar zu machen. Wir müssen uns darüber im Klaren sein, dass er sehr schwer zu bändigen ist. (Ritt, 2003) 29

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31 S C I E N C E P A S S I O N T E C H N O L O G Y Danke für Ihre Aufmerksamkeit! Ass.Prof. Dipl.-Ing.(FH) Dr.techn. Reinhard Brandner Institute of Timber Engineering and Wood Technology Graz University of Technology Inffeldgasse 24/I A-8010 Graz reinhard.brandner@tugraz.at u 31