Testmachine voor onderzoek naar houttechnologie: NMBU gebruikt een ZwickRoell Z1200ES
Case study
- Klant: Norwegian University of Life Sciences (NMBU)
- Locatie: As, Noorwegen
- Branche: Hout
- Onderwerp: NMBU: Testen van hout en bouwdelen met de Z1200 in het kader van onderwijs en onderzoek naar houttechnologie.
Mei 2024
Onderzoekers van NMBU testen hoe het klimaat en bosbeheer de eigenschappen van hout beïnvloeden en welk effect deze hebben op de prestaties van verschillende houtproducten. Het doel van dit onderzoek is de productie van kwaliteitsvol hout te verhogen en bijzonder duurzame constructies te optimaliseren en implementeren door het reduceren van de ecologische voetafdruk.
Norwegian University of Life Sciences (NMBU)
De Norwegian University of Life Sciences (NMBU): pionier op vlak van biowetenschappen en duurzaamheid.
De Norwegian University of Life Sciences (NMBU) is een gekende onderwijsinstelling in As, Noorwegen. Ze werd opgericht in 1859 en heeft een lange geschiedenis in het promoten van onderwijs, onderzoek en innovatie in de biowetenschappen. NMBU staat internationaal gekend omwille van haar programma’s en onderzoekstopics in landbouwwetenschappen, bosbouw, diergeneeskunde, milieuwetenschappen, landschapsarchitectuur en bijhorende disciplines. De universiteit heeft een uitgebreid gamma bachelor-, master- en doctoraatsopleidingen die studenten aantrekken van over heel de wereld.
Het onderzoek aan de NMBU focust op het overwinnen van globale uitdagingen op vlak van voedselvoorraad, duurzaamheid, bescherming van het milieu en gezondheid. Via samenwerkingen met overheden, industrie en andere academische instellingen, draagt de universiteit actief bij aan de ontwikkeling van strategieën en oplossingen met een positieve impact op de maatschappij en het milieu. De NMBU creëert een open en inclusieve leeromgeving die creativiteit, kritisch denken en interdisciplinaire samenwerking promoot. Met moderne faciliteiten, een uiterst gekwalificeerde staf en een levendige campusgemeenschap, biedt de Norwegian University of Life Sciences een inspirerend platform voor studenten en onderzoekers die de uitdagingen en kansen in deze wereld willen verkennen.
ZwickRoell kerncompetenties
- Buitengewone kwaliteit en betrouwbaarheid van houttestmachines.
- Advies van experts, snelle en betrouwbare ZwickRoell service.
- Een groot aantal samples kan getest worden met zeer hoge nauwkeurigheid en reproduceerbaarheid van de resultaten.
- testXpert testsoftware maakt het makkelijker testopstellingen aan te passen en zorgt voor eenvoudige en veilige machinebediening.
- Externe toestellen zoals meetstiften met hoge precisie en digitale beeldcorrelatiesystemen kunnen aangesloten worden om de vervorming te meten van verschillende samples en verbindingen.
- De aandrijving bovenaan en de lagere sokkel vergemakkelijken het manipuleren van grote samples.
De taak
Testen van de eigenschappen van hout en structurele elementen
Volgens UNEP 2022* is ongeveer 42 percent van de uitstoot van broeikasgassen door de mens afkomstig van de bouwsector. Deze emissies komen voort uit zowel materialen als processen gelinkt aan de bouw en afbraak.
Als een natuurlijk hernieuwbaar materiaal kan hout materialen met een hogere Co2-uitstoot vervangen en dus een beslissende bijdrage leveren aan het verminderen van emissies van broeikasgassen in de bouwsector. Hout wordt in een steeds breder toepassingsgebied gebruikt, en voor vele van deze toepassingen zijn de mechanische eigenschappen uiterst belangrijk.
Het onderzoek bij NMBU omvat de hele waardeketting van hout, van bosbouw en houtverwerking tot het gebruik en het recycleren van houtproducten in de bouw. Het doel van dit onderzoek is de productie van kwaliteitsvol hout te verhogen en bijzonder duurzame constructies te optimaliseren en implementeren door het reduceren van de ecologische voetafdruk.
Aangezien de eigenschappen van hout sterk variëren, is het belangrijk deze verschillen te begrijpen om zo deze natuurlijke grondstof efficiënt te gebruiken. De onderzoeksgroep voor hout krijgt te maken met een aantal uitdagingen: Hoe beïnvloeden klimaat en bosbouwmethoden de eigenschappen van hout? Hoe kunnen deze verbindingen een hoge kwaliteit garanderen van houten producten?
De houtonderzoeksgroep voert al jaren lang onderzoek voor de bouwsector. Hun expertise bestaat uit het karakteriseren van de mechanische prestaties van verbindingen en onderdelen, het ontwerp van houten gebouwen onder statische en dynamische belastingen, de evaluatie van bestaande houten gebouwen en het moderniseren van historische geklasseerde gebouwen.
*United Nations Environment Programme (2022). 2022 Global Status Report for Buildings and Construction: Naar een emissievrije, efficiënte en veerkrachtige bouwsector. Nairobi.
De ZwickRoell oplossing
Materiaaltestmachine Z 1200 ES met een testlast van 1200 kN.
NMBU vertrouwt op de 1200 kN ZwickRoell Z1200 ES materiaaltestmachine, voorzien van een zijdelingse testruimte met een capaciteit van 250 kN. De machine maakt deel uit van het NMBU houtlaboratorium. Ze wordt voornamelijk gebruikt voor wetenschappelijke studies rond hout aan de faculteit voor wetenschappen en natuurbeheer (MINA) en voor het bestuderen van constructies aan de faculteit voor wetenschap en technologie (REALTEK).
Het frame is voorzien van een bovenaan gemonteerde aandrijving zodat grote samples op een comfortabele werkhoogte in de werkruimte geplaatst kunnen worden. De sturing is uitgebreid met extra modules voor het inlezen van signalen afkomstig van verschillende LVDT’s, krachtcellen en andere sensoren (multifunctionele module).
De twee faculteiten gebruiken de machine voor standaardtests op kleine samples uit natuurlijk hout, gemodificeerd hout en variërende houtcomposieten, materialen op houtbasis en constructiehout. Daarnaast worden tests uitgevoerd op gelijmd gelamineerd hout, dwarsgelamineerd hout en bouwelementen. Naast hun eigen onderzoek en onderwijs, voert NMBU ook materiaal- en prototypetests uit voor onderzoeksinstellingen en bedrijven.
Het resultaat
Precies testen van hout en componenten
Zowel onderzoekers als studenten halen voordeel uit een krachtige machine met zeer hoge nauwkeurigheid die makkelijk te programmeren is voor testopstellingen op maat met inlezen van externe sensoren. “De hoge capaciteit is nodig voor sommige tests op dwarsgelamineerd hout en dragende houtstructuren. Hierbij worden de spanningen en rekken gemeten in het materiaal, maar ook de sterkte en vervorming van verbindingen met mechanische bevestigingsmaterialen zoals nagels, schroeven, deuvels en bouten,” vertelt Prof. Geir I. Vestøl van het Department of Environmental Sciences and Natural Resource Management bij NMBU. Tot nu toe zagen we de hoogste krachten bij het testen van gecombineerde elementen uit hout en beton.
De buigtest op constructiehout volgens EN 408 wordt uitgevoerd in de 250 kN zijdelingse testruimte. Voor het meten van lokale vervormingen worden Heidenhain lineaire meetstiften gebruikt. Voor een meer gedetailleerde analyse van de vervormingen, gebruikt het departement ook een DIC systeem van LaVision, dat in combinatie met de testmachine gebruikt kan worden. De laterale testopstelling biedt makkelijk toegang tot de samples en heeft bijvoorbeeld voordelen voor het testen van een groot aantal samples of voor gebruik van het DIC systeem.
De hoge nauwkeurigheid is nodig voor tests met lage belastingen op kleine houten of houtgebaseerde materialen zoals vezelplaat of spaanplaat. De 10 kN krachtcel is handig voor tests met lage belastingen, bijvoorbeeld de bepaling van de Young’s modulus en de buigsterkte van kleine houten samples (ISO 13061) of houtgebaseerde panelen (EN 310).
Onderzoekers ondervinden ook voordeel van de mogelijkheden van de testmachine bij het bepalen van de treksterkte loodrecht op het vlak van de plaat (EN 319) of de Brinell hardheid (EN 1534). Vestøl: “De positioneernauwkeurigheid en precisie zijn opmerkelijk. En de machine voegt zeer weinig ruis toe aan de gegevens mits gebruik van de verschillende krachtcellen.”
Het correct dimensioneren van houtverbindingen is cruciaal voor houtstructuren en gebouwen. De experimentele evaluatie hiervan is een fundamentele activiteit in het houtlaboratorium. Houtverbindingen worden getest volgens de norm EN 12512 voor cyclische belasting en EN 26891 voor statische belasting.
“De houttestmachine is ongelooflijk flexibel en precies. Door haar hoge capaciteit, nauwkeurigheid en precisie kunnen we een breed gamma samples testen. Alles kan getest worden, van kleine samples licht gekleurd hout tot structurele elementen.”
Prof. Geir I. Vestøl, Norwegian University of Life Sciences, Faculty of Environmental Sciences and Natural Resource Management
NBMU vertrouwt op een ZwickRoell testmachine voor hout
