WVU の研究者が低コスト化の方法を発見

Aug 16, 2023

木製パネルはウエストバージニア大学で製造されており、WVUデイビス農業・天然資源・デザイン大学のジョセフ・マクニール氏と彼のチームによる研​​究の一環で、人工木材建築材料の供給源としてイエローポプラを利用する方法に焦点を当てていた。 (提出された写真)

ウェストバージニア大学のジョセフ・マクニール教授によると、低級と考えられるウェストバージニア州の広葉樹材は、針葉樹、鋼鉄、コンクリートなどの伝統的な建築材料に代わる、手頃な価格で持続可能な代替品として機能する可能性があるという。

デイビス農業・天然資源・デザイン大学のWVUアパラチア広葉樹センター所長兼教授は、ウェストバージニア州に多く生息するイエローポプラの人工木材建築材料の供給源としての有効性を試験してきた。 イエローポプラはまっすぐに成長し、枝が小さく加工しやすいため、建築に適しています。

「ウェストバージニア州で製材用に収穫される広葉樹の半分は、節やその他の欠陥が多すぎるため、低品質の木材とみなされています」とマクニール氏は言う。 「パレット、箱、枕木、床材などに使われています。 しかし、これらの低品質の広葉樹を利用して、大きな付加価値のあるものを作ることはできます。」

従来の木材は一枚の木材ですが、複数の木材を接着したりプレスしたりして重ね合わせることで、丈夫で耐久性のある製品を作ることができます。 これらの大きくて厚いパネルは直交積層材として知られています。 CLT は低グレードの材料から作られています。 壁、床、屋根の長いスパンに使用され、耐荷重要素として機能します。 パネルは通常、スプルース、モミ、パインなどの針葉樹を使用して製造されますが、広葉樹は使用されません。

マクニール氏と彼の同僚が行った研究は、イエローポプラのような特定のアパラチア広葉樹が構造用途に適していることを示唆しています。

「私たちがイエローポプラを気に入った理由の 1 つは、これが構造用途として過去に広範囲にテストされてきたからです」と彼は言いました。

研究室では、チームは平方インチあたり 250 ポンドの圧力を加えることができるプレスを使用して、3 層、5 層、7 層のパネルを作成しました。 研究者らはパネルの曲げ強度と破壊強度をテストし、サンプルを水分飽和や脱水などの過酷な条件にさらした。 接着剤の結合が保持されているかどうかを確認するためにテストが複数回実行され、その結果、パネルが施工時に良好に機能することが示されました。

次のステップは、イエローポプラを米国パネル協会に許可原料として認めさせることです。 その時点で、CLT製造会社は商業建設でイエローポプラCLTを使用できるようになる。 マクニール氏は、これは建設業界だけでなく、広葉樹の多くが最終的に低価値品に使用されるアパラチア全域の林産物会社にとっても役立つだろうと述べた。

CLT の使用が成功するかどうかは、地域の CLT 生産能力にかかっています。 パネルは輸送が難しく、3フィート×10フィートのパネル1枚の重さは600～700ポンドであるため、コストを削減するには広葉樹の製造施設を市場の近くに置く必要があると同氏は述べた。

マクニール氏らはまた、アパラチア産の広葉樹のもう一つであるレッドオークを、デリケートな現場で作業する大型機器を支えるために使用される木製構造物である木材マットの建設に使用することも検討している。

「それらは、交通量が多く土壌が急速に劣化する場所、湿地地帯、またガス探査、伐採、送電線のメンテナンスなどの用途に使用されています」と彼は言いました。 「フィールドに出ていて、大きな機材を支えられるものが必要なときは、木製マットを使います。」

マットは主にレッドオークで作られており、他のすべての部品よりも長持ちし、厳しい気候条件にも耐えることができます。

「それらのマットには制限や規制はありません」と彼は言いました。 「重機を繰り返し走らせれば、それらは破壊されるでしょう。 それで、もし私たちがこれらのパネルをテストして、効果的に機能すれば、それをアパラチアの広葉樹製材所の多くに伝えて、「あなたもこのビジネスに参入できるでしょう」と言うつもりです。 CLT 技術を使用してこれらの木材マットを作る方法を学ぶことができます。」