Schlüsselwörter
(Deutsch)
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Picea abies Karst.; Starkholz; Höhenlagen; Tieflagen
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Forschungsprogramme
(Englisch)
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COST-Action E35 - Fracture mechanics and micromechanics of wood and wood composites with regard to wood machining
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Kurzbeschreibung
(Deutsch)
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Das Projekt befasst sich mit der Materialbeschreibung von Starkholz im Vergleich mit Schwachholz im Bezug auf die mikro-mechanischen Eigenschaften. Dazu werden unter Berücksichtigung des Feuchteeinflusses Festigkeitsuntersuchungen auf makroskopischer und mikroskopischer Ebene des Holzes durchgeführt werden.
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Weitere Hinweise und Angaben
(Englisch)
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Full name of research-institution/enterprise: Haute école spécialisée bernoise Haute école d'architecture, de génie civil et du bois HSB
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Partner und Internationale Organisationen
(Deutsch)
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AT, HR, DK, FI, FR, DE, EL, IT, NO, PL, PT, RO, CS, SK, SI, ES, SE, CH, UK
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Abstract
(Deutsch)
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Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Materialbeschreibung von Fichtenholz (Picea abeis Karst.) aus Höhenlagen im mikrostrukturellen Bereich. Die Resultate werden mit solchen von Holz aus Tieflagen verglichen. Die mechanischen Eigenschaften (untersucht wurden die Zugfestigkeit in Längs- und Querrichtung) wurden mit anatomischen (Anzahl Holzstrahlen), physikalischen (Holzfeuchte) und morphologischen (Baumalter und -durchmesser, Höhenlage sowie Position im Querschnitt) korreliert. Durch die Arbeit soll ein weiterer Schritt dahin gemacht werden, den Rohstoff Fichtenstarkholz bezüglich seiner spezifischen Eigenschaften präzise zu beschreiben, eventuelle Vorteile hervorzuheben und zu quantifizieren, um ihn hinsichtlich der Kosten und der Verwendung optimal einsetzen zu können. Das untersuchte Material stammt einerseits von Bergün (Höhenlagen, 1600 m. ü. M.) und andererseits von Marchissy (Tieflagen, 600 m. ü. M.), es wurde zeitgleich gewonnen und bis zum Abschluss der Prüfungen unter gleichen Bedingungen den gleichen Arbeitsschritten unterzogen. Die Prüfungen können in drei grosse Bereiche unterteilt werden: Im Arbeitspaket 1 wurde von allen Bäumen an verschiedenen Stellen im Querschnitt mit dem Mikrotom Querzugproben (RT-Ebene) mit einer Dicke von rund 150um hergestellt und an einer speziellen Einrichtung geprüft. Das Arbeitspaket 2 umfasst die Prüfung von Längszugproben im Mikrobereich. Die Proben mit einer Bruchfläche von rund 3 mm2 wurden bei Holzfeuchten zwischen 9 und 16 % auf einer Universal Prüfmaschine geprüft, um einen allfälligen Zusammenhang zwischen Holzfeuchte und Zugfestigkeit untersuchen zu können. Im Arbeitspaket 3 geht es wie schon im ersten um Querzugversuche in der RT-Ebene, nur sind hier die Proben um ein Mehrfaches grösser. Die Bruchfläche beträgt 115 mm2. Die Prüfungen wurden auf einer Universal-Prüfmaschine durchgeführt. Die Durchführung der Prüfungen hat gezeigt, dass der Umgang mit kleindimensionalen Prüfkörpern um ein vielfaches schwieriger ist als mit herkömmlichen Laborproben. Bereits geringfügige Einflüsse bei der Herstellung und Prüfung können starke Auswirkungen auf das Prüfresultat haben. Die Auswertung hat gezeigt, dass sich einige der untersuchten Zusammenhänge bestätigen, andere dagegen verwerfen lassen. So gab es bei der Längszugfestigkeit in Abhängigkeit der Holzfeuchte absolut keinen Zusammenhang. Die Werte lagen bei allen Feuchtestufen im selben Bereich. Es konnte der für Holz charakteristische Zusammenhang zwischen Probengrösse und Festigkeit gezeigt werden: Mit abnehmender Dimension des Prüfkörpers nimmt die Festigkeit zu. Bei der Höhenlage konnte zumindest Tendenzmässig gezeigt werden, dass Holz aus Höhenlagen eine gegenüber solchem aus Tieflagen eine erhöhte Zugfestigkeit aufweist. Ausserdem hat sich gezeigt, dass bei Querzugversuchen zwischen Anzahl der Holzstrahlen in der Bruchfläche und Festigkeit eine positive Korrelation besteht. Die Holzstrahlen, die in dieser Konfiguration als einzige Zellelemente längs belastet werden, wirken als festigendes Element. Es ist wichtig zu beachten, dass die erwähnten Zusammenhänge nicht für Holz im Allgemeinen geltend gemacht werden können, sondern immer im Zusammenhang mit den spezifischen Prüfabläufen und - bedingungen gesehen werden müssen.
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Datenbankreferenzen
(Englisch)
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Swiss Database: COST-DB of the State Secretariat for Education and Research Hallwylstrasse 4 CH-3003 Berne, Switzerland Tel. +41 31 322 74 82 Swiss Project-Number: C03.0038
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