En fråga som dyker upp när man jobbar med begagnat material är vilka hållfasthetsegenskaper som det har. Det är av avgörande betydelse för vad man kan använda det till. I vilken utsträckning kan man använda gammalt virke i nya bärande konstruktioner? Ännu finns det inga standardiserade metoder för att fastställa detta. Som underlag för en sådan standard måste undersökningar av åldrat virke göras för att utreda i vilken utsträckning de samband som gäller för nytt virke också gäller för begagnat. Det har gjorts ett antal undersökningar av åldrat virke, men inte med just de utgångspunkterna, och behovet har ökat i samband med renässansen för återbruk. Danska erfarenheter visar att kvalitetssäkringen har stor betydelse för materialets andrahandsvärde.
Vetskapen om materialets hållfasthet avgör på vilken nivå det kan återvinnas, om det kan användas som återbruksmaterial eller bara till materialåtervinning. Detta är frågor som bland annat Boverket sysslar med och forskning pågår för att avgöra hur man skall lösa problemet. De metoder som finns är okulär besiktning på samma sätt som man klassificerar virke idag, knäckning av provbitar i testrigg eller någon form av icke-förstörande provning. Det sistnämnda innebär någon form av analysmetod där man utifrån mätbara faktorer, till exempel resonansfrekvensen, kan härleda hållfasthetsegenskaperna. Genom tidigare forskning vet man idag ganska väl vilka egenskaper som nytt material har, men återbruket aktualiserar frågan om vad som händer med virke som åldrats.
Det sägs ofta att gammalt virke är bra, och det stämmer säkert i flera avseenden. Det finns en del viktiga skillnader i hur man avverkade timmer förr och hur man gör det nu. Tidigare avverkade man inte annat än under vinterhalvåret (och ibland till och med bara vid nymåne). På vintern finns det ingen sav i stammarna och förekomsten av skadeinsekter är liten, samtidigt som temperaturen är låg. Detta innebär små risker för angrepp på virket. Till särskilt utsatta delar som till exempel fönster, valde man kärnvirke av fur som har en större motståndsförmåga mot både insektsangrepp och röta. Man talade till exempel om "mogna" furor, med det menades färdigvuxna träd med en ålder av ca 120 år. Dessa hade då en maximal andel kärna.
Nu har skogsindustrin blivit en året-runt-bransch med ett mycket högre tempo. Det finns inte längre tid till det selektiva urval av trämaterial som förr var självklart. Skogsgödsling, kalhyggen och plantering av snabbväxande träd är moderna metoder att öka avkastningen men inte kvaliteten.
Åldrat virke
Hållfastheten hos trämaterial varierar med densitet, temperatur, fuktkvot och belastningstid, varvid fuktkvoten har en avgörande betydelse; hållfastheten minskar starkt med ökande fuktkvot. Om trämaterialet ingår i en korrekt konstruktion som håller fukten borta har det en mycket lång livslängd.
Beständigheten hos trä hotas främst av biologiska angrepp i form av insekter och svampangrepp, och livslängden bland trähusen begränsas de fakto oftast av bränder och röta.
Man ska skilja på ålder och åldrande när det gäller gammalt virke. Trä kan vara gammalt men ändå inte särskilt åldrat. Med åldrat material menar man att det utsatts för påfrestningar som påverkat dess mekaniska och fysikaliska egenskaper. De faktorer som verkar nedbrytande är förutom biologiska angrepp, olika fysikaliska påfrestningar. Det rör sig om utmattningar som orsakas av varierande temperaturer, fukthalter och belastningar. Trä är starkare vid kortvarig belastning än vid långvarig. Långtidshållfastheten är bara ca 60 % av korttidshållfastheten. Det finns med i beräkningen när man konstruerar hus, på så vis att man "överdimensionerar" materialet så att en marginal finns.
E-modulen (elasticitetsmodulen) anger ett värde på den elastiska töjningen hos ett material som utsätts för en spänning, ju högre värde desto mindre elastiskt är ett material och det tål därmed en större belastning utan att deformeras. Deformationen består dels av en elastisk del som uppstår direkt efter det att lasten påförts (momentandeformation), och en tidsberoende del (krypning). När belastningen upphör återgår den elastiska deformationen omedelbart. En del av krypningen återgår med tiden, men en del kommer att bestå. En konstruktion som belastats under en lång tid kommer därför att förbli deformerad även efter det att avlastning skett. Storleken på krypningen påverkas av spänningsnivå, fukthalt, belastningstid och temperatur. Belastningstidens längd påverkar krypningens storlek och tiden till brott.
Detta ger upphov till en rad nya frågor. Skall man ta hänsyn till hur materialet har varit belastat, dvs draget, tryckt, böjt eller skjuvat? Om ett bjälklag utsatts för utbredd last under en lång tid och sedan återanvänds, spelar det då någon roll om man belastar den på samma sätt eller om man vänder på bjälken? Kan det till och med vara så att den då är "förspänd"?.
Den enligt byggnormen tillåtna spänningen ligger dock långt under (= ca 10 % av) den verkliga hållfastheten för ett felfritt prov. Avdrag görs för alla materialegenskaper och omständigheter som sänker hållfastheten. De mekaniska skador som uppstår i ett trämaterial kan inte repareras, det gäller såväl förändringar i den inre strukturen som längsgående sprickor som man kan se i bjälkar och balkar.
Det är svårt att skönja någon entydig bild i de undersökningar av åldrat virke som gjorts. De flesta undersökningarna kan inte styrka någon minskning i hållfasthetsegenskaperna med tiden. Ett problem är att man inte vet utgångsegenskaperna hos det åldrade materialet så man kan inte dra några säkra slutsatser om vilka förändringar som skett. Dessutom är spridningen i testresultaten större hos gammalt virke. Thunell hävdar att det inte finns något som tyder på att hållfasthetsegenskaperna hos trä i allmänhet förändrats under de senaste århundradena. Vad vi vet är att man valde ut virket noggrannare förr så virket i en gammal byggnad är troligen inte något "genomsnittsvirke".
Enligt Mohager är E-modulen den egenskap som tydligast skiljer åldrat material från nytt, men även sorptionsisotermen (fuktupptagningsförmågan) avviker. I sina försök fann Mohager att nyavverkat virke hade en E-modul på ca 13 000 MPa. Måttligt gammalt virke (ca 120 år) 10 000-11 500 MPa, och 360 år gammalt virke hade en E-modul av 10 500 MPa. Han fann också att fuktkvoten pendlade med mindre amplitud och därmed blev fuktrörelserna hos gammalt trä mindre, på grund av skillnaden i fuktupptagningsförmåga. Den lägre E-modulen för åldrat virke leder till en större momentandeformation, men sedan kryper det mindre än nytt. Den högre momentandeformationen leder till att totaldeformationen blir större för gammalt virke. Detta kan ha betydelse för huruvida man skall vända, och därmed ändra kraftriktningen, på till exempel en golvbjälke som återanvänds.
Idag är det just E-modulen som testas vid maskinell sortering av nytt konstruktionsvirke. Den är proportionell mot virkets verkliga hållfasthet. Efter uppsågningen i sågverket utsätts virket för ett icke förstörande böjprov, och nedböjningen vid en viss kraft blir ett mått på virkets hållfasthet. Ju mindre nedböjning desto bättre kvalitet, som anges i klassbeteckningarna K12-K30 (Konstruktionsvirke med böjhållfastheten 12-30 MPa). Sker det några förändringar över tiden i den inre strukturen som påverkar sambandet mellan E-modul och hållfasthet? För att få svar på den frågan krävs det ytterligare undersökningar av åldrat virke. Man kan komma ifrån hela frågeställningen om man inskränker sig till att använda gammalt virke endast i icke-bärande delar.
I ett projekt i Uddevalla kallat Demon-93 testade man virket från ett trähus från 1800-talet. Man fann en stor spridning i kvaliteten. Resultaten spände mellan 23 och 90 MPa i böjhållfasthet. Trä är ett material med ett normalt stort spann när det gäller dessa egenskaper. Dagens konstruktionsvirke är sorterat och klassificerat och har därmed enhetliga hållfasthetsegenskaper. På 1800-talet valde man inte materialet med sådana metoder och därför kan det vara normalt med en så stor variation.I en dansk undersökning fann man att gammalt virke motstår fukt bättre än nytt, och därigenom är mindre utsatt för angrepp av svamp och röta. Materialet var också hårdare än nytt och därför mindre aptitligt för skadeinsekter.
Mögel och röta
Förutom fysikaliska påfrestningar på virket finns det en rad biologiska angrepp som kan begränsa användbarheten och därmed sänka värdet på materialet. Gemensamt för dem är att de kräver ungefär samma förutsättningar för att utvecklas; fukt, värme, näring och syre. De är dock avhängiga en felaktig konstruktion på byggnaden eller ett felaktigt handhavande. Vi känner igen dem som våra vanliga fuktproblem som orsakas av läckande tak och ledningar, för täta hus med dålig ventilation, felkonstruerade bottenplattor, kondens i krypgrunder, trasiga fönsterbrädor och igensatta dräneringsledningar m.m. Det spelar ingen roll om man använder nytt eller begagnat virke i ett hus, förutsättningarna för mögel och röta finns alltid om fuktbelastningen blir tillräckligt hög. En säker fuktnivå (under 80 % RF) i en konstruktion åstadkommer man via en fuktdimensionering (teoretisk beräkning av fuktrörelser och -nivåer i den färdiga konstruktionen) samt en därpå grundad och utförd konstruktion.
Beroende på fukthalten i ett material kan det utvecklas mögel- blånads- eller rötsvamp. Svamparna sprids med sporer som inte kan ses med blotta ögat om inte mängden är mycket stor, då det kan ses som ett mörkt damm. Sporer finns överallt, det är fruktlöst att försöka eliminera problemet genom att hindra spridningen av dessa. De första tecknen på svampangrepp kan eventuellt ses som förändringar i virket i form av missfärgning och sprickbildning. Bekämpning sker med fungicider (gifter) eller genom uttorkning.
Mögelsvamp skadar inte virket utan det växer på ytan och är företrädesvis ett medicinskt problem. Man kan stoppa ett mögelangrepp genom att hindra vidare uppfuktning. Mögelsporerna kräver för att gro fritt vatten eller en fuktkvot nära fibermättnadspunkten (30 % fuktkvot). För att växa vid en temperatur mellan 0 och 10°C krävs 90 % relativ fuktighet (RF) och över 10°C krävs en RF över 85%.
Blånadssvamp syns som en blå- grå- eller svartfärgning av virket. Den angriper ofta splintved hos furu och kan till skillnad från mögelsvamp tränga in i materialet. Blånad förekommer även i nytt virke. Angreppet saknar betydelse för kvaliteten och anses som ett skönhetsfel. Ett blånadssvampsangrepp kan dock leda till att virket lättare uppfuktas, och innebär därmed gynnsammare förutsättningar för vidare angrepp.
Rötsvampar kräver också hög fukthalt för att utvecklas, och diskvalificerar alltid materialet som ibland måste brännas (vid hussvampangrepp). Rötsvampen bryter ned vedstrukturen och leder till en snabb sänkning av virkets hållfasthet. De förekommer vanligast vid uppenbara konstruktionsfel och skador som lett till långvarig och hög uppfuktning. Rötsvampar kan utvecklas vid 0-40 °C, och vid en fuktkvot runt fibermättnadspunkten. Det konstruktiva fuktskyddet är alltså A och O. Det är därför viktigt att hålla rent i krypgrunder, och inte lagra/glömma organiskt material där som kan utgöra näring för ett angrepp.
Har virket varit utsatt för mögelangrepp krävs det särskilda åtgärder innan det kan användas. De metoder som står till buds när det gäller mögelsanering är uttorkning, värmebehandling (med ex. vis blåslampa mot ytan), kemisk behandling, ytbehandling, bestrålning eller mekanisk bearbetning. Den lämpligaste metoden förefaller mekanisk bearbetning att vara. Man kan såga/hyvla materialet till nya dimensioner eller produkter. Det finns inget som hindrar att man använder virket efter en sanering. Det har inte större förutsättningar att åter drabbas av mögelpåväxt än annat virke. Det har till och med större motståndskraft mot mögelangrepp än nytt. Ytan hos gammalt virke lakas med tiden ut på näringsämnen genom bakteriell nedbrytning och väderexponering. Det kan betyda att ytskiktet därmed skulle utgöra ett skydd mot biologiska angrepp och därför inte borde röras.
Man bör ändå av försiktighetsskäl inte använda tidigare mögelangripet virke på ställen som kommer i kontakt med inomhusluften. Man kan i stället använda det i välventilerade delar som inte används stadigvarande av människor, som till exempel garage, sophus, förråd och vindar. Man vet ännu inte exakt vad det är som orsakar problem i samband med mögel. Man vet bara att det finns ett samband mellan fuktskador och reaktioner hos känsliga personer, samt att symptomen minskar om man åtgärdar fukten. Det kan vara mögelsporerna eller lukten som är boven i dramat. Man kan skydda sig mot sporerna genom att ha ett tätskikt inåt, men lukten stoppas inte av det. Överhuvudtaget skulle det inte kännas bra att ha "mögelvirke" i väggarna oavsett om det skulle vara ofarligt.
Källor:
Fröst: Handbok för återvinnare LTH 1995
Lauritzen, K, m.fl.: Genanvändelse af konstruktionstrœ 1994
Mohager: Studier av krypning hos trä. KTH 1987
Samtal med Nils Hallenberg, Göteborgs Universitet
Sandin: Verkningssätt hos äldre trätakstolar i svenska kyrkor. CTH 1996
Thunell: Några hållfasthetsundersökningar med trävirke ur gamla byggnadsverk. Svenska Träforskningsinstitutet 1944
Tommy Johnsson: Demon-93 Metoder och lönsamhet vid selektiv rivning. BFR A9:1995
