Qualitätssicherung von Brettschichtholz: Optimierte Prüfmethode zur Kontrolle der Scher-festigkeit von Klebfugen

• Research unit: FOEN
• Project number: WHFF 2007.04

Key words (German)

Brettschichtholz, Schubspannung, Klebfuge, Festigkeit

Short description (German)

Die Herstellung von Brettschichtholz erfolgt qualitätsgesichert nach bestimmten Normen. Im Rahmen der Eigenüberwachung in den Betrieben sind Scherprüfungen an Klebfugen ge-mäss EN 392:1995 durchzuführen. Die zur Scherprüfung einzusetzende Prüfvorrichtung ist in der EN 392 nicht näher definiert. sondern lediglich mit einer Prinzipskizze beschrieben. Auf Basis dieser rudimentären Angaben wurde für den Einsatz in Materialprüfanstalten und in BSH-Produktionsbetrieben eine Vielzahl unterschiedlicher Prüfvorrichten konstruiert. Wenn, und dies ist bei den meisten Prüfgeräten gemäss EN 392 der Fall, die Wirkungslinien der Kräfte nicht zusammenfallen, entsteht in der Scherfuge nicht ein Zustand reiner Scher-beanspruchung, sondern je nach Prüfgerät eine Überlagerung der Schubspannung mit Druck- oder Zugspannungen senkrecht zur Faser, was die Prüfwerte verfälscht.
Ein von Prof. em. E. Gehri für die Neue Holzbau Lungern AG konstruiertes neuartiges Scherprüfgerät begegnet diesen Mängeln der herkömmlichen Prüfung. Mit 8 Betrieben der Schweizerischen Fachgemeinschaft Holzleimbau SFH und dem Hersteller des Prototyps des neuen Prüfgeräts als Industriepartner wurde anhand von Vergleichsversuchen Prototyp / herkömmliche Geräte Erfahrungen in der praktischen Anwendung des Geräts im Labor ge-sammelt. Tripel von aus derselben Klebfugen entnommen Prüfkörpern wurden vergleichend (1) im Produktionsbetrieb mit den dort verwendeten Prüfgeräten und an der Empa mit (2) dem herkömmlichen Prüfgerät sowie mit (3) dem Prototypen des neuen Prüfgeräts geprüft.
Die Versuche ergaben, dass die derzeitige Situation, was die Bestimmung von Scherfestig-keiten betrifft, ist unbefriedigend ist. Die mittels konstruktiv unterschiedlichen Scherprüfgerä-ten ermittelten Scherfestigkeiten und Faserbruchanteile sind nicht miteinander vergleichbar. Zur Verbesserung der Situation sind Anstrengungen sowohl auf der Ebene der Normierung (Präzisierung vorhandener Normvorschriften, Einschränkung der Gültigkeit von Anforde-rungswerten, Zulassung von alternativen Methoden) als auch in der Weiterentwicklung der Prüfmethoden zu unternehmen. Die Druckscherprüfung unter einem Kraft- zur Faserwinkel von 14°, wie er im Prototyp des neuen Scherprüfgeräts umgesetzt ist, stellt eine gute Alter-native zur herkömmlichen Scherprüfung gemäss Prinzipskizze in der EN 392:1995 dar. Die beiden bis anhin hergestellten Prototypen einer solchen Prüfeinrichtung sind bereit, um für die Eigenüberwachung in den Betrieben eingesetzt zu werden und bieten gegenüber den herkömmlichen Geräten eine höhere Prozesssicherheit. Allerdings sind einzelne Verbesse-rungen (u. a. grösserer Hub, damit die Proben vollständig abgeschert werden können) wün-schenswert. Unklar ist zurzeit die Anwendbarkeit der Zielwerte der Anforderungsnorm EN 386:2001 bei Scherprüfungen mit dem neuen Gerät. Dies müsste an Hand weiterer Untersu-chungen geprüft und durch die Normengremien geregelt werden.

Publications / Results (German)

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• Schlussbericht - Empa, Dübendorf - Qualitätssicherung von Brettschichtholz: Optimierte Prüfmethode zur Kontrolle der Scherfestigkeit von Klebbfugen - Februar 2009 [PDF] 1'906 kB