Kolfiberkompositförstärkta limträbalkar: förankringslängd
och momentkapacitet

Sammanfattning: Limträ är ett material som består av sammanlimmade lameller av
konstruktionsvirke. Limträ tänjer gränserna för vad man kan bygga med trä,
genom att erbjuda balkar med längre spännvidd och med större tvärsnitt än
vad som annars vore möjligt. Genom förstärkning av limträkonstruktioner med
kolfiberkomposit skulle lastkapaciteten kunna höjas ytterligare.
Tillämpnings-området för förstärkning av limträkonstruktioner skulle kunna
ligga inom nyproduktion eller kapacitetshöjning av befintlig konstruktion.
Syftet med detta examensarbete är att undersöka förstärkningssystemets
potential vid förstärkning av limträbalkar med kolfiberkompositstavar.

Examensarbetet består av två delar, en litteraturstudie samt experimentella
försök med kolfiberkompositförstärkning.
Litteraturstudien behandlar tidigare utförda förstärkningar samt
vidhäftnings-förmågan för olika typer av lim mellan komposit och trä.
De experimentella försöken omfattar:
• Utvärdering av vidhäftningsförmågan för trä- och universallimmer
• Kontroll av förankringslängd för valt förstärkningssystem
• Balkböjningsförsök av kompositförstärkta limträbalkar

Förstärkningen av limträbalkarna utfördes genom att fräsa spår i understa
limträlamellen och i dessa applicera epoxilim och kolfiberkompositstavar av
typ NSMR (Near Surface Mounted Reinforcement).

Böjningsförsöken på limträbalkar uppvisade goda resultat med en ökning av
momentkapaciteten med i medeltal 63 %. Detta indikerar på att valt
förstärkningssystem lämpar sig vid förstärkning av limträ. De förstärkta
balkarna uppvisade dock stor spridning i hållfasthetsegenskaper inom
populationen. Brottkaraktären, för fyra av sju förstärkta limträbalkar, var
brott i underkant på limträbalken till följd av defekter i träet. Tre av de
förstärkta limträbalkarna uppvisade tryckbrott i överkant på balken, vilket
är resultatet av fullgod förstärkning i underkant av böjbelastad balk.
Försöken med de olika limmerna samt förankringlängderna har utförts som
dragförsök. Fem olika limmer har provats och utvärderats, det lim som
uppvisade de bästa egenskaperna i form av lastkapacitet och applicerbarhet
var epoxilimmet, BPE 465. De trälimmer som idag finns på marknaden kan inte
anses som ett substitut till epoxilimmer. Förankringsförsöken visade att
100 – 150 mm förankringslängd är tillräckligt för att uppnå fullgod
dragkapacitet i kolfiberkompositarmeringen. Försök med förstärkta balkar
visade att infrästa kolfiberkompositstavar är ett fungerande koncept för att
förstärka limträ.