Resurseffektiv biobaserad sammanfogning av CLT – steg 1

Projektet pågick mellan november 2021 och mars 2022.

En ny sammanfogningsteknik har utvecklats som ersätter dagens skruvförband i biomaterialet CLT (korslaminerat timmer) med stora möjligheter att kunna ersätta betongstommar vid husbyggnation. Tekniken reducerar C02 och har även andra positiva effekter, såväl finansiella som kvalitetsmässiga. Totalkostnaden för CLT-stommar reduceras väsentligen och projektparterna räknar med att tekniken kommer bli den dominerande sammanfogningstekniken för CLT. Konkurrenskraften för CLT ökar betydligt idag och förväntas växa ytterligare. Tanken är att tekniken sedan ska licensieras globalt för en maximal spridning. De vinster som projektet förväntades medföra kommer investeras i ytterligare utveckling av hållbara lösningar för biomaterialet CLT.

Deltagare

Martinsons Byggsystem AB och Moditri AB.

Budget

Projektets totala budget var 948 000 SEK.

Därför var detta viktigt

CLT uppvisar stora möjligheter att kunna ersätta betongstommar vid husbyggnation, vilket är värdefullt för flera mål i Agenda 2030, inte minst klimatmålen. För att säkra tillväxten krävs dock kompletterande teknik. Projektets teknik skulle medföra en förbättring av centrala delar i byggindustrin: effektivitet, jämställdhet, arbetsmiljö, kvalitet och ekonomi. Tekniken var robust och utformad för att kunna införas snabbt.

Förväntade resultat

Hypotesprövningen förväntades bekräfta grundläggande antagande av projektparterna, det vill säga att CLT-förbandet motsvarar skruvförbandets styrka samt att den är industriellt applicerbar vid tillverkning av stommar och vid installation på byggen. Vid positivt utfall avsågs industrialisering inledas för vidare test på byggen efter avslutat projekt. Projektpart CLT-tillverkare Martinsons skulle kunna erbjuda kunderna en effektivare installation och skulle därmed både själva dra nytta av tekniken och samtidigt påverka beställarledet att välja den nya sammanfogningstekniken.

Konkreta resultat

Projektets syfte var att pröva grundläggande antagande kring en nyutvecklad sammanfogningsteknik för CLT (Cross Laminated Timber). Målet med tekniken är att ersätta dagens skruvförband i CLT vid montage.
Hypoteser som prövades framgångsrikt med praktiska tester:

1. Klarar dagens fräsmaskin toleranskrav? Förväntan: nej

Fräst testgeometri + löpande produkter mättes upp, jämfördes mot krav ur designanalys i dator. Projektet fann måttavvikelser som krävde insats i fogdesign/process/utrustning.

2. Kan fräsmaskin uppgraderas för att klara toleranser? Förväntan: ja

Fogdesign anpassades efter fräsens begränsningar, frästes och utfall mättes upp. Det bekräftade avvikelser från steg 1. Med ytterligare fogjustering skulle fullstora paneler kunna fräsas fram, med avvikelser som inte skulle inverka avgörande negativt på hypotes 3 & 4.

3. Kan fullstora paneler installeras med byggkran? Förväntan: ja

Ny fogdesign och storformat tillverkades med fullgoda toleranser i format 2×11 m. Panelerna sammanfogades enligt teknikens läggningsmetod, med stor framgång. Bedömningen är att installation ska kunna ske markant snabbare än med dagens teknik. Genom att provocera fram böjda paneler, för att simulera avvikelser som bedömdes som osannolika men som eventuellt kan uppstå, kunde projektet se att panelerna inte kunde installeras. Enkel principlösning togs fram, varpå installation kunde utföras. Olika frästoleransers inverkan utvärderades och projektet fann att relativt stora avvikelser fortsatt inte förhindrade installation.

4. Motsvarar CLT-förbandet skruvförbandets styrka? Förväntan: ja

Kravspecifikation togs fram i samråd mellan parter och LTH. Belastningstester genomfördes. Två belastningsriktningar hade stor marginal till brottgränskrav. En tredje belastningsriktning utgjorde en utmaning. Första ansats till lösning fick förkastas. En andra lösning togs fram och fanns lösa uppgiften, med ökad kostnad. En tredje kostnadseffektiv lösningsidé togs fram.

Tekniken medför en rad fördelar, såsom reducerat C02-avtryck, bättre totalkostnad för CLTstomme, ökad precision på specificerad fogstyrka, ökad jämställdhet på byggarbetsplatsen och ett eliminerat arbetsskademoment. Konkurrenskraften för CLT ökar därmed betydligt och förväntas tillföras betydande tillväxt.

Planerad internationell PCT-ansökan kommer att uppdateras med ett flertal särdrag som har identifierats under projektets gång.

Projektet har demonstrerat att tekniken medför värde i hela värdekedjan:

Konstruktör: Snabbare konstruktionsarbete och ökad trygghet då hållfasthet inte beror på byggarbetarens precision utan är fabriksstyrt.

Arkitekt: Snyggare slutfinish. Minskade toleranser och dold infästning.

CLT-tillverkare: Höjt förädlingsvärde då grundprodukten tillskrivs nya tekniska egenskaper.

Byggnation: CO2-utsläpp minskar, arbetsskaderisk byggs bort, montaget blir könsneutralt, kostnad och ledtid minskar, jämnare och bättre kvalitet i sammanfogningen, bättre utseendet och lättare att återvinna panelerna.

Slutanvändare: tätare fog (brand/ljud/lukt)

Bild: Sara kulturhus. Foto: Martinsons Byggsystem AB

Nästa steg

Som en direkt följd av resultaten från Hypotesprövning 1 har en uppföljande ansökan inom Hypotesprövning 2 inlämnats och beviljats.

Läs om Resurseffektiv biobaserad sammanfogning av KLT – steg 2.