A study of water content in cross- laminated timber - The wetting- and drying process | En studie av fuktinnhold i massivtre : oppfuktings- og uttørkingsprosessen

English. Vannskader på trekonstruksjoner kan føre til muggsoppskader, dårlig innemiljø og høyeutbetalinger fra forsikringsselskapene. Nyere forskning har vist at skadebegrensendetiltak bør settes i gang raskt ved vannskader. I dag bygges det stadig flere bygninger imassivtre. Denne masteroppgaven er utført i samarbeid med Norsk Treteknisk Institutt,og har som hensikt å studere massivtre i forhold til fukt, med fordypning i oppfukting oguttørking av massivtrekonstruksjon.Det er studert hvordan fuktigheten i materialet avtar etter en viss oppfuktingsperiode.Uttørkingen har foregått i laboratorium under naturlige klimaforhold med en konstanttemperatur på 20℃ og relativ luftfuktighet (RF) på 40 %. Fuktforløpet til 15massivtreprøver er undersøkt. Massivtreprøvene har en flatedimensjon på 30x30 cm,med en tykkelse på 10 cm. Oppfuktingsprosessen for både vegg- og gulv elementerforegikk med en vannhøyde på ca. 2 cm over en gitt tidsperiode på; 1, 3 og 7 døgn.Prøvene ble instrumentert med HygroTrac sensorer, som skulle følge fuktforløpet. Enveggprøve lagt på plastfolie ble sammenliknet med en prøve som ikke var plassert påplastfolie. Det viste seg at plastfolie forsinker uttørkingen med ca. 77kg/m3 vanninnholdsammenliknet med et veggelement uten plastfolie. Denne observasjonen ble gjort på enprøve som ble oppfuktet i 7 døgn og deretter uttørket i 24 dager. I tillegg er det brukt ettermograferingskamera for å undersøke hvor fukten i massivtrekonstruksjonenbefinner seg.Forsøksresultatene viser at oppfuktingen skjer raskt, mens fuktinnholdet veduttørkingen avtar raskt i starten men går langsommere mot slutten. Videre viserresultatene at 7 døgn med oppfukting av massivtre ikke gir noen stor fare for biologiskvekst av muggsopp, og dette skyldes den hurtige uttørkingen ved start.WUFI 2D er benyttet som simuleringsprogram for å kunne si noe omuttørkingsprosessen over en lengre tidsperiode. Simuleringene i WUFI 2D tarutgangspunkt i laboratorieforsøkets inngangsparametere; fuktinnhold, tid, klima, og temperatur. I tillegg ble prøvene simulert med og uten lim. Resultatene frasimuleringene viser at materialene har en høyere uttørkingshastighet i forhold til måltfukt under den praktiske delen av oppgaven. I tillegg ble det observert at limprøvene haren høyere uttørkingshastighet i starten enn prøvene uten lim. Siden målingene varforskjellig fra simuleringene måtte det konkluderes med at det transienteberegningsprogrammet, WUFI 2D muligens ikke egner seg til å forutsi fuktforløpet formassivtre.Water damage on wooden structures may cause mold damage, poor indoorenvironment, and high payments from insurance companies. Recent research has shownthat if water damage occurs, immediate measures should be taken to limit the damages.Nowadays more buildings are built in cross- laminated timber. This thesis was done inco-operation with Norwegian Institute of Wood Technology, with the intention ofstudying cross- laminated timber with respect to moisture, specializing in wetting anddrying of cross- laminated timber.We studied how the moisture in the materials decreased after the wetting process. Thedrying of the materials was done in a laboratory with natural indoor climate conditions,that is, a constant temperature of 20 ℃ and relative air humidity of 40 %. The study alsoexamines the wetting process of 15 cross- laminated timber samples. These sampleswere both floor and wall elements, measuring 30x30 cm with a thickness of 10 cm. Theprocess of wetting the samples was done with a water level of approximately 2 cm, andover given time frames of 1, 3 and 7 days. HygroTrac sensors were set up to monitoreach sample throughout the wetting process. A thermographic camera was used tolocalize where the humidity in the cross- laminated timber occured. After the wettingprocess, one of the wall samples was placed on a plastic cling film and dried along withthe other samples. In comparison to a regular sample, the cling film proved to retard thedrying process with approximately 77kg/m3 of moisture. This observation was done ona sample wetted for 7 days and dried for 24 days.The results yield that the wetting occurred fast, while the moisture content with regardsto desiccation decreased fast in the start, but slowed down towards the end. The resultsindicates that 7 days of wetting the cross-laminated timber does not facilitate growingconditions for mold, due to the rapid drying in the beginning.The simulation program WUFI 2D was used to shed some light on the drying processover an extended period of time. The parameters in WUFI 2D simulation were based on the same input parameters of the laboratory, which consisted of; moisture content, time,indoor climate and temperature. The samples were simulated with and without usingglue. The results from the simulations show that the materials have a higher drying ratecompared to measured humidity as done in the practical part of the thesis. Thesimulation also reveals that the samples with glue had a higher drying rate in thebeginning then the samples without glue. Because the results from the lab and computersimulation were different, we have to conclude that the simulation program WUFI 2D,may not be suitable to predict moisture development for cross- laminated timber.

M-BA