Relationship between timber quality and the influence of moisture content above fibre saturation on mechanical properties in beams of fast-growing Argentinean Eucalyptus grandis

Abstract

The present paper reports on the results of an investigation regarding the relationship between timber quality and the influence of moisture content above fibre saturation on bending strength and stiffness in structural-sized beams of fast-growing Argentinean Eucalyptus grandis. An empirical research project with a sample containing 96 pairs of structural-sized beams (seasoned and unseasoned) was carried out. Results showed that the influence of moisture content on mechanical properties was related to timber quality and it increased with timber quality but this relationship did not clearly emerge from the results obtained by visually strength grading the sample with the most important strength and stiffness reducing growth characteristic (the presence of pith), whereas it was better revealed by machine grading the sample with the most important single parameter (modulus of elasticity). Results also showed that decisions related to structural design with timber of high quality exposed to service class 3 according to European standards or installed near fibre saturation are situated on the unsafe side if the strength and stiffness values are obtained by multiplying those corresponding to seasoned timber by a constant factor representing the average behaviour of this material. Even though this average behaviour compared relatively well with the results obtained by applying the criteria adopted by standards of overseas and Latin-American countries, which do not consider timber quality for this purpose, the reliability required by structural design accounts for the convenience of taking into account the relationship between timber quality and the influence of moisture on mechanical properties where timber of high quality is concerned.

Zusammenfassung

In diesem Beitrag werden die Ergebnisse einer Studie zusammengefasst, in der der Zusammenhang zwischen Holzqualität und dem Einfluss einer Holzfeuchte über dem Fasersättigungspunkt auf die mechanischen Eigenschaften von Biegeträgern aus argentinischem Eucalyptus grandis untersucht wurde. Die Untersuchung umfasste 96 Biegeträgerpaare (jeweils in trockenem und in feuchtem Zustand) in Bauholzabmessungen. Die Ergebnisse zeigten eine positive Korrelation zwischen der Holzqualität und dem Einfluss der Holzfeuchte auf die mechanischen Holzeigenschaften. Dieser Zusammenhang lässt sich aus den Ergebnissen einer visuellen Festigkeitssortierung mit dem wichtigsten Merkmal (Markröhre) nicht erkennen. Aus den Ergebnissen einer maschinellen Festigkeitssortierung mit dem wichtigsten Einzelparameter (Elastizitätsmodul) ist dieser allerdings besser erkennbar. Der durchschnittliche Einfluss der Holzfeuchte auf die mechanischen Eigenschaften dieses Holzes ergab praktisch die gleichen Ergebnisse wie bei der Berechnung nach Rechenregeln überseeischer und lateinamerikanischer Normen, bei denen die Holzqualität nicht berücksichtigt wird. Die erforderliche Zuverlässigkeit der Berechnung von Holzbauwerken, die aus hochwertigem Holz bestehen, beweist jedoch die Zweckmäßigkeit der Berücksichtigung des Zusammenhangs zwischen der Holzqualität und dem Einfluss der Holzfeuchte auf die mechanischen Eigenschaften.