Leirpuss som veggskive i konstruksjoner av halm, leire og tømmer

Abstract

Denne oppgaven undersøker leirpussens avstivende evne gjennom skivevirkning i huskonstruksjoner av halm, tre og leire. Problemstilling er hvorvidt man kan utelate skråstrevere i en bærende treramme og la kreftene overføres fra vind til grunn gjennom et 4 cm tykt lag av leirpuss. Denne problemstillingen er formulert i samråd med Norsk Jord- og Halmbyggerforening. Oppgaven tar utgangspunkt i gjeldende forskrifters krav til vindavstivning. For å undersøke dette er det gjennomført tre ulike typer forsøk for å beskrive leirens oppførsel: 1. Kvalitative analyser av pussprøver basert på ulike leirmørtler i kapitlene 0, 4.1, 5.1 og 6.1. 2. Trykkforsøk på små kuber fra 17 forskjellige tørkede mørtelblandinger i kapitlene 3.3.2, 4.2, 5.2 og 6.2. 3. Fullskala skiveforsøk på en vegg på 2,4 x 2,4 m i kapitlene 3.4.2, 4.3, 5.3 og 6.3. Det er viet en spesiell plass til teori rundt skiver og leire. Enkelte tema rundt halmbyggeteknikk er skildret. Trykkforsøkene ga en forventet trykkfasthet på en hardstampet og lite fuktig mørtelblanding på rundt 2,5 N/mm2 med valgte materialer. Tilsats av små mengder forskjellige sorts fiber viste en tendens til å redusere trykkfastheten. Tilsats av store mengder viste en tendens til å øke trykkfastheten sammenlignet med den ikke-fiberarmerte prøven. Tendensen var entydig, men prøvemengden for liten til å konkludere på statistisk grunnlag. Fullskala skiveforsøk viste at veggen tålte en skiveskjærbelastning på 2,8 N/mm. Det tilsvarer en horisontal forskyvningskraft langs veggens øvre randsone på 7000 N. Denne målingen ble gjort med en trykksensor som ikke var kalibrert i forhold til testjiggen den ble anvendt på. Hvor mye målte fasthet avviker fra korrekt måledata er ikke undersøkt. Det antas imidlertid at måledata befinner seg forholdsvis nærme realistiske fasthetsverdier og kan gi en generell pekepinn på veggens kapasitet. Denne usikkerheten, sammen med andre faktorer, gjør at forsøket først og fremst bør betraktes som preliminært for videre forsøk av samme sort.

This Master thesis examines the supporting properties of clay-plasters in constructions using strawbale, clay and wood under diaphragm-load. The approach has been whether wooden diagonal stays in the timber-frame is necessary or if a 4 cm deep clay-plaster will work as a diaphragm wall to stiffen the construction against wind-loads. This question has been formulated with the inspiration from the Norwegian earth- and strawbuilding community (Norsk Jord- og Halmbyggerforening). The calculations of wind-loads are pursuant to NS-EN 1991-1-4 + NA. Three different experiments were carried out in the attempt of describing the structural behaviour of clay. 1. Qualitative analysis of clay-plasters with different additives in chapters 0, 4.1, 5.1 and 6.1. 2. Tests of capacity of pressure on 17 different varieties of dry clay mortars in chapters 3.3.2, 4.2, 5.2 og 6.2. 3. Full scale diaphragm wall test. Wall size: 2,4 x 2,4 m in chapters 3.4.2, 4.3, 5.3 og 6.3. A substantial part of theory treating clay properties is included, as well as diaphragm walls and strawbale construction. The tests of capacity on dry, well-rammed clay mortars yielded a strengthwise average of 2,5 N/mm2. Small amounts of fibre added to the mortar reduced this strength. Greater amounts of fibre resulted in a increased strength compared to the fibreless samples. The trend was clear, but the tests were conducted on too few samples to conclude on a statistical basis. The full scale diaphragm wall tests gave the wall a shear capacity of 2,8 N/mm. That equals to a 7000 N horizontal pressure along the top of the wall. This reading was conducted on a pressure sensor not perfectly calibrated to the jig used for the experiment. The reading error is to some extent unknown. It is however assumed that the measured value of 2,8 N/mm lays close to realistic values and yields a general pointer of capacity. The uncertainty of the measured value, together with other factors, makes this experiment primarily preliminary for similar experiments.