Resor 20 6,8
Utrustning och material 50 27,2 Externa tjänster mm 50 7,6 Lokaler och overhead 125 362,5 Gemensam admkostnad 85 82,6
Övrigt
TOTALT 870 908
Projekt 4.7 Träresponser från macro till micro
Doktorand: Margot Sehlstedt – PerssonHandledare: Tom Moren Intressenter: Kempestiftelserna Bakgrund:
I samband med torkning och värmebehandling utsätts solidträ för en förhöjd temperatur i en fuktig miljö under kortare eller längre perioder. Resultatet härav är att många egenskaper hos trämaterialet förändras mer eller mindre dramatiskt. Även träets dimensionsstabilitet och dess beroende av torkningssätt studeras.
Torkningsprocessen kan studeras genom att göra samtidiga mätningar av fuktflöde och temperatur i datortomograf för att man modellmässigt ska få en bättre förståelse för torkningsförloppet.
I trä finns även extraktiva kådämnen som har inverkan på trämaterialets utseende och fukttekniska egenskaper. Inverkan av temperaturnivå på färgförändring är en faktor i sammanhanget. Hur diffusionsegenskaper hos trä i hygroskopiskt område är kopplat till förekomst av kåda och dess halt i furu och granved, är mindre undersökt.
Sammantaget bör ett flertal responser på torkning och värmebehandling av intresse för
tekniska tillämpningar och träprodukter, studeras och påvisas. I praktisk tillämpning är sådana resultat av mycket stor betydelse för hur torkning och värmebehandling ska utföras, främst med avseende på den valda temperaturnivån.
Syfte
Projektet syftar till att klarlägga samband mellan processparametrar, trämaterialegenskaper och materialresponser.
Genomförande och resultat
Den bakomliggande forskningen är till stor del inriktad på de virkesreaktioner som blir
följden av torkning och värmebehandling. Som processparametrar ingår temperatur, fuktighet, lufthastighet och tid. De processförutsättningar som studeras är hämtade från
sågverksindustrins praktik, möjligen undantaget värmebehandling som är en för Svensk träindustri relativt ny företeelse.
Arbetet syftar till att klarlägga samband mellan processparametrar, trämaterialegenskaper och materialresponser. De materialegenskaper som ingår är träslag, variation i anatomi, densitet, kärnvedsandel, extraktivämneshalt, fenolhalt och fuktkvot. Avsikten med detta materialval är att studera hur virke (huvudsakligen furu, gran och björk) som produceras vid Skandinaviska sågverk, kommer att reagera när virket utsätts för det klimat som gäller i industrins torkar och värmebehandlingsanläggningar. Det finns ett antal sådana reaktioner eller responser t ex virkesdeformation, spänning, styrkereduktion, fuktgradient, färgförändring, sprickbildning, kemisk förändring av fenoliska ämnen, beständighet, förändring i pormembran,
permeabilitetsförändiring etc.
Resultaten visar att det i samband med torkning och värmebehandling sker många
förändringar av vedens egenskaper som på ett påtagligt sätt inverkar på virkets lämplighet i
olika tillämpningar. En betydande parametern är temperaturen under torkning och
värmebehandling. Eftersom temperaturnivån höjs startar även kemiska reaktioner i veden och dess extraktivämnen som gör att även de fysikaliska egenskaperna ändras. Mest påtagligt är detta för virkets styrka och hygroskopiska egenskaper i samband med värmebehandling. På en gradvis skala uppträder dessa egenskapsförändringar redan från ca 50 grader Celcius då kådan mjuknar och döda kvistar kan lossna. Går man upp mot 200 grader kommer nya ämnen att bildas som inverkar på såväl mekaniska egenskaper (styvhet, styrka, sprödhet), beständighet mot biologisk nedbrytning, kapillärsugning och dimensionsstabilitet.
Den senaste delen av arbetet har inriktats på studium av sambandet mellan virkets beständighet mot biologisk nedbrytning (röta) och hur virket torkas. Beständigheten är korrelerad mot fenolhalt i kärnveden hos furu och notabelt är att tendens finns att fenolhalten sjunker vid ökande torkningstemperatur, vilket har en påtaglig betydelse för
torkningsstrategin för virkesprodukter i utomhusexponering t. ex fönstervirke.
Slutligen, vad gäller försöksmetodik är huvuddelen av arbetet utfört i traditionell laboratoriemiljö där ett antal mätmetoder använts t ex SEM-analys, kemisk analys,
datortomografi i samband med torkning och värmebehandling i labanläggningar. Multivariat dataanalys har använts för att analysera och värdera mätdata.
Avhandlingar
Sehlstedt-Persson, M. 2005. Properties of Solid Wood. Responses to Drying and Heat Treatment. Licentiate Thesis, Luleå University of Technology. LIC 2005:70. ISSN: 1402-1757.
Sehlstedt-Persson, M 2008. Impact of Drying and Heat-Treatment on Physical Properties and Durability of Solid Wood. Luöeå University of Technology Doctoral thesis 2008: 48
Artiklar
Sehlstedt-Persson, M. 1995. High-temperature drying of Scots pine. A comparison between HT- and LT-drying. Holz als Roh- und Werkstoff 53, 95-99.
Sehlstedt-Persson, M. 2000. The effect of drying temperature on subsequent moisture and dimensional change for Scots pine and Norway spruce. Holz als Roh- und Werkstoff 58 (5), 353-353.
Wiberg, P.; Sehlstedt-Persson, M. & Morén, T. 2000. Heat and Mass Transfer During Sapwood Drying Above the Fibre Saturation Point. Drying Technology, 18(8), 1647-1664.
Sehlstedt-Persson, M: 2001. The effect of extractive content on moisture diffusion properties for scots pine and norway spruce. COST Action E15 Advances in the drying of wood (1999 – 2003). 3rd Workshop on SOFTWOOD DRYING TO SPECIFIC END-USES. Helsinki, Finland, June 11-13
Sehlstedt-Persson, M.2003. Colour responses to heat-treatment of extractives and sap from pine and spruce. 8 th International IUFRO Wood Drying Conference, Brasov, Rumania, August 24-29.
M. Sehlstedt-Persson, D. Johansson, T. Morén. 2006. Absorption of liquid water in pine, birch and spruce and the effect of heat-treatment on the microstructure. Proceedings from The 2nd meeting of the Nordic Baltic Network in Wood Material Science & Engineering (WSE) October 30–31, 2006, in Stockholm, KTH Campus, Sweden.
Sehlstedt-Persson, M., Johansson, D., Morén, T. 2006. Effect of Heat Treatment on the Microstructure of Pine, Spruce and Birch and the Influence on Capillary Absorption. In:
Proceedings of The 5th International IUFRO Symposium Wood Structure and Properties.
Sliač - Sielnica, Slovakia, September 3-6.
Johansson, D., Sehlstedt-Persson, M., Morén, T. 2006.Effect of heat treatment on capillary water absorption of heat-treated pine, spruce and birch. In: Proceedings of The 5th
International IUFRO Symposium Wood Structure and Properties. Sliač - Sielnica, Slovakia, September 3-6.
Sehlstedt-Persson, M. & Wamming, T. (2008) Wood drying process – Impact on Scots pine lumber durability. Journal of Wood Science
Sehlstedt-Persson, M. & Karlsson, O. (2008) Natural durability and phenolic content in dried Scots pine heartwood. Journal of Wood Science
Ekonomi
Protokollsbilaga 52, beslutsdatum 2004-09-14
D 27 projektnr 37