Diplo­mi­työ: Lau­ri Vai­nio selät­ti puun kit­kan

Diplo­mi-insi­nöö­rik­si val­mis­tu­nut Lau­ri Vai­nio tart­tui opin­näy­te­työs­sään aihee­seen, jos­ta tut­kit­tua tie­toa oli ker­ty­nyt yllät­tä­vän vähän: puun kit­kaan. Aiheen ajan­koh­tai­suut­ta on lisän­nyt puun kas­va­nut käyt­tö mas­sii­vi­sis­sa run­ko­ra­ken­teis­sa.

Nau­la­lii­tos on puu­ra­ken­tei­den lii­tos­ta­vois­ta tun­ne­tus­ti taval­li­sin ja perin­tei­sin. Tämä lii­tos­tyyp­pi on pitä­nyt pin­tan­sa myös nyky­ai­kai­sis­sa, aiem­paa huo­mat­ta­vas­ti mas­sii­vi­sem­mis­sa puu­ra­ken­teis­sa. Puu­ra­ken­tei­den yleis­ty­mi­nen on vauh­dit­ta­nut myös alan tuo­te­ke­hi­tys­tä ja koti­mai­sen teol­li­suu­den inves­toin­te­ja: lyhyes­sä ajas­sa Suo­meen on perus­tet­tu mon­ta mas­sii­vi­sia puu­ra­ken­neo­sia val­mis­ta­vaa teh­das­ta.

Kun puus­ta teh­dään järei­tä run­ko­ja, se käy par­hai­ten pään­sä kah­del­la vaih­toeh­toi­sel­la lami­noin­ti­tek­nii­kal­la: CLT:llä (Cross Lami­na­ted Tim­ber) tai LVL:llä (Lami­na­ted Venee­re Lum­ber) eli vii­lu­puul­la. Kum­mas­sa­kin tapauk­ses­sa teol­li­ses­ti val­mis­tet­ta­vien puu­ele­ment­tien sau­mo­jen lii­tok­set kuu­lu­vat vaa­ti­vim­piin raken­neyk­si­tyis­koh­tiin. Niis­sä vai­kut­ta­vat voi­mat voi­vat olla niin suu­ria, että nau­lo­ja on kiin­ni­tet­tä­vä lii­tos­koh­dis­sa niin tiheäs­ti, että se hipoo jo mah­dol­li­sen rajo­ja.

”Kun met­rin mat­kal­le pitää suur­ten voi­mien takia nau­la­ta 12 rivis­sä jopa 90 nau­laa, tulee väis­tä­mät­tä mie­leen, voi­si­ko olla jokin toi­nen rat­kai­su”, Lau­ri Vai­nio sanoo.

Perus­teel­li­set kokeet

Muut raken­ta­mi­sen perus­ma­te­ri­aa­lit ovat Lau­ri Vai­nion mukaan puu­hun ver­rat­tu­na kat­ta­vam­min tut­ki­tut ja myös yksin­ker­tai­sem­min las­kel­mis­sa hal­lit­ta­vis­sa.

”Jos­sain mää­rin yllä­tyin, ettei puun kit­kaa juu­ri ollut tut­kit­tu. Yksi­tyis­koh­tais­ta tie­toa ei ole vält­tä­mät­tä sii­nä mää­rin tar­vit­tu kuin nyky­ään. Kun ryh­dyin val­mis­te­le­maan diplo­mi­työ­tut­ki­mus­ta aihees­ta, osoit­tau­tui että teol­li­suu­del­la oli int­res­se­jä tut­ki­mus­tie­don kar­tut­ta­mi­sek­si”, Vai­nio ker­too.

Tut­ki­muk­sen tavoit­tee­na oli saa­da perus­tel­tu sel­vyys sii­hen, kuin­ka pal­jon erit­täin tihe­ään nau­lat­tua lii­tos­ta voi ”koh­tuul­lis­taa”, kun kah­den puu­ele­ment­ti­pin­nan sekä toi­saal­ta puun ja teräk­sen väli­nen kit­ka ote­taan las­kel­mis­sa huo­mioon.

Lau­ri Vai­nio tar­kas­te­li tut­ki­muk­ses­saan kuut­ta vaih­toeh­tois­ta mate­ri­aa­li­pa­ria, jois­ta vii­si oli kah­den puu­pin­nan väli­siä lii­tok­sia ja yksi puun ja teräk­sen väli­nen. Osoit­tau­tui, että eri mate­ri­aa­li­pa­rien kit­ka voi vaih­del­la suu­res­ti.

”Asia on kui­ten­kin var­sin mut­ki­kas, sil­lä puun kit­ka on riip­pu­vai­nen, toi­sin kuin beto­ni ja teräs, hyvin monis­ta teki­jöis­tä. Esi­mer­kik­si val­lit­se­va puris­tus­jän­ni­tys vai­kut­taa, kos­ka puris­te­tus­sa puu­ra­ken­tees­sa pin­nan mik­ros­koop­pi­sen ”saha­lai­ta­ra­ken­teen” epä­ta­sai­suu­det oike­ne­vat ja kit­ka pie­ne­nee”, Vai­nio sel­vit­tää.

Myös puu­ra­ken­teen suh­teel­li­sel­la kos­teu­del­la on vai­ku­tus­ta kit­ka­ker­toi­men suu­ruu­teen. Pin­nan kar­heus on luon­nol­li­ses­ti myös yksi vai­kut­ta­va teki­jä sii­hen, mihin arvoon kit­ka­ker­roin välil­lä 0,1 ^_ 0,5 täs­mäl­leen aset­tuu.

Lau­ri Vai­nio kehuu työ­nan­ta­jay­ri­tyk­sen­sä hen­keä ja yri­tyk­sen joh­don panos­ta sii­nä, että tukea ja työ­rau­haa diplo­mi­työn teke­mi­seen on löy­ty­nyt.